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Universidad Católica Santa María
Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales
Programa Profesional de Ingeniería Industrial
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD PARA REDUCIR LOS COSTOS DE MANTENIMIENTO A UN SISTEMA DE MOLIENDA VERTICAL DE CEMENTO
LM 56 2 + 2
Tesis presentada por el Bachiller Fernando Fernández Corrales Para optar el título profesional de Ingeniero Industrial
Arequipa – Perú
2013
ii
Dedicatoria:
Dedico esta investigación a Dios, a mi padre que está en el cielo, a mi madre y a mi hermano Diego.
iii
AGRADECIMIENTOS
A todas las personas e instituciones cuya ayuda directa o indirecta hicieron posible la realización de este trabajo.
Al señor Luis Ricardo Gardella Lanfranco por su apoyo incondicional.
A mis abuelos Javier Corrales y María de Corrales.
A los profesores orientadores de la tesis Ing. Rolardi Valencia e Ing. Efraín Murillo.
A los ingenieros cementeros Robert Sánchez Chaves y Carlos Rosado Díaz por el apoyo en la parte técnica de la investigación.
A mis compañeros de pre grado Brian Macedo Choque y Gilmar Lazo Valdivia.
A mi sobrino Mateo Fernández Lewis que ha llenado de felicidad a la familia.
iv
INDICE
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1: Máquinas que componen un molino vertical. 10
Figura 2.2: Molino vertical Loesche en 1929. 12
Figura 2.3: Diseño actual para un molino vertical. 13
Figura 2.4: Desarrollo de los tamaños de molinos verticales en el tiempo 14
Figura 2.5: Primera generación de reductores para molinos verticales 15
Figura 2.6: Segunda generación de reductores para molinos verticales 16
Figura 2.7: Última generación de reductores para molinos verticales 17
Figura 2.8: Clasificador dinámico de primera generación 18
Figura 2.9: Clasificador dinámico de segunda generación 19
Figura 2.10: Clasificador dinámico de tercera generación 20
Figura 2.11: Puntos de medición en un reductor FLENDER KMP 22
Figura 3.1: Proceso de producción del cemento por vía seca 32
Figura 3.2: Molino vertical de rodillos 40
Figura 3.3: Rodillos Hidroneumáticos 41
Figura 3.4: Sistema Hidroneumático 41
Figura 3.5: Molienda con los cuerpos moledores 43
Figura 3.6: Flujo de material dentro del molino 45
Figura 3.7: Alabes de un clasificador dinámico 46
Figura 3.8: Proceso típico de un molino vertical 47
Figura 3.9: Molino vertical PETERS 53
Figura 3.10: Molino vertical PFEIFFER 56
Figura 3.11: Molino vertical POLYSIUS 59
Figura 3.12: Molino vertical ATOX 62
Figura 3.13: Molino vertical LOESCHE 65
Figura 3.14: Equipos auxiliares de un molino vertical 66
Figura 3.15: Componentes estructurales de una faja transportadora 67
Figura 3.16: Componentes estructurales de un elevador de cangilones 68
Figura 3.17: Componentes estructurales de un aerodeslizador 69
v
Figura 3.18: Componentes estructurales de una balanza dosificadora 70
Figura 3.19: Componentes estructurales de una válvula rotativa 71
Figura 3.20: Componentes estructurales de un ventilador centrifugo 73
Figura 3.21: Componentes estructurales de un filtro de mangas pulse jet 75
Figura 3.22: Sistema de un compresor de tornillo de dos etapas 76
Figura 4.1: Relación entre el proceso de producción y el mantenimiento 79
Figura 4.2: Evolución de las técnicas de mantenimiento 84
Figura 4.3: Costos de mantenimiento en relación al tiempo 92
Figura 4.4: Evolución de las estrategias de mantenimiento 94
Figura 4.5: Sistema de control a retroalimentación del proceso de 115
Calidad
Figura 4.6: Modelo básico de criticidad 122
Figura 4.7: Diagrama de proceso 124
Figura 4.8: Perspectiva tradicional de la falla 134
Figura 4.9: Patrones de fallas actuales 135
Figura 4.10: Curva P – F 141
Figura 4.11: Intervalo P – F 142
Figura 4.12: Intervalo P – F neto 142
Figura 4.13: Árbol lógico de decisión 144
Figura 4.14: Representación gráfica de proyectos equilibrados y 146
Desequilibrados
Figura 4.15: Curva idealizada de la bañera de la confiabilidad 147
Figura 4.16: Costo total del producto vs confiabilidad del producto 148
Figura 4.17: Representación del parámetro de localización 155
Figura 4.18: Diferentes velocidades de falla 161
Figura 4.19: Distancia de las desviaciones x e y 164
Figura 4.20: Gama de p 167
Figura 4.21: Valores β en la curva de la bañera 170
Figura 5.1: Flow sheet del Molino Loesche 56 2 + 2 177
Figura 5.2: Molienda de cemento 180
Figura 5.3: Transporte de materia prima 181
vi
Figura 5.4: Sistema de lubricación del reductor 182
Figura 5.5: Sistemas hidráulicos de los rodillos 183
Figura 5.6: Reductor RENK 194
Figura 5.7: Cámara de rechazo 196
Figura 5.8: Componentes estructurales del rodillo Master 197
Figura 5.9: Componentes estructurales del rodillo esclavo 198
Figura 5.10: Mesa de molienda, armor ring, dam ring y nozzle ring 200
Figura 5.11: Plano hidráulico del sistema de inyección de agua 201
Figura 5.12: Componentes del sistema hidráulico de rodillos Master 203
Figura 5.13: Sistema hidráulico de rodillos Master 203
Figura 5.14: Sistema de lubricación de rodillos Master 206
Figura 5.15: Puntos de engrase del rocker arm de los rodillos Master 208
Figura 5.16: Componentes del sistema hidráulico de rodillos Esclavos 210
Figura 5.17: Sistemas de lubricación del reductor RENK 211
Figura 5.18: Sistema de baja presión del reductor RENK 212
Figura 5.19: Sistema de alta presión del reductor RENK parte 1 214
Figura 5.20: Sistema de alta presión del reductor RENK parte 2 215
Figura 5.21: Circuito de filtración fina de aceite 216
Figura 5.22: Sistema de enfriamiento por agua 218
Figura 5.23: Componentes estructurales del clasificador dinámico 219
Figura 5.24: Puntos de medición de vibraciones en el reductor RENK 238
Figura 5.25: Tendencia del evolvente de aceleración de la pista exterior 239
Del rodamiento del piñón de ataque
Figura 6.1: Diagrama EPS del proceso: Molienda 258
Figura 6.2: Diagrama EPS del proceso: Reductor 259
Figura 6.3: Diagrama EPS del proceso: Rodillos Master 259
Figura 6.4: Diagrama EPS del proceso: Rodillos Esclavos 260
Figura 6.5: Diagrama EPS del proceso: Sistema de alta presión del 260
Reductor
Figura 6.6: Intervalo P-F de monitoreo a condición 298
vii
LISTA DE TABLAS
Tabla 1.1: Diferencias entre un molino vertical y un molino de bolas. 3
Tabla 1.2: Identificación de variables 7
Tabla 3.1: Clases de resistencias según DIN 1164 31
Tabla 4.1: Tiempos de diagnóstico y reparación según su naturaleza 82
Tabla 4.2: Evolución del concepto de calidad 89
Tabla 4.3: Criterios de evaluación de severidad 131
Tabla 4.4: Criterios de evaluación de ocurrencia 132
Tabla 4.5: Criterios de evaluación de detección 133
Tabla 5.1: Equipos auxiliares del molino 185
Tabla 5.2: Producción del molino Loesche desde el 2008 hasta el 2010 220
Tabla 5.3: Producción de tipos de cemento en el molino Loesche 222
Tabla 5.4: Calidad del cemento en el molino Loesche 223
Tabla 5.5: Paradas del molino en 1 mes 230
Tabla 6.1: Sistemas o subsistemas a analizar 242
Tabla 6.2: Resumen de sistemas o subsistemas a analizar 246
Tabla 6.3: Criterios para el análisis de criticidad 248
Tabla 6.4: Matriz de criticidad 250
Tabla 6.5: Nivel de criticidad para cada sistema o subsistema 251
Tabla 6.6: Resultados del análisis de criticidad 254
Tabla 6.7: Contexto operacional 255
Tabla 6.8: Unidades de proceso, sistema y subsistemas 257
Tabla 6.9: Funciones y fallas funcionales 262
Tabla 6.10: Modos de falla 266
Tabla 6.11: Análisis de criticidad de los modos de falla 274
Tabla 6.12: Resumen de la criticidad de los modos de falla 281
Tabla 6.13: Efectos y consecuencias de los modos de falla 287
Tabla 6.14: Análisis y selección de las estrategias de mantenimiento 296
Tabla 6.15: Frecuencia y costo del mantenimiento predictivo 299
De los modos de falla1A3, 1A4, 1B2 y 1B3
Tabla 6.16: Costo total del mantenimiento predictivo de los modos 304
viii
De falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3
Tabla 6.17: Viabilidad técnica de los modos de falla críticos 305
Tabla 6.18: Tiempos de operación del reductor modos de falla 1A3 y 307
1B2
Tabla 6.19: Parámetros de Weibull modos de falla 1A3 y 1B2 308
Tabla 6.20: Coeficiente de correlación de los modos de falla 1A3 y 1B2 309
Tabla 6.21: MTBF modos de falla 1A3 y 1B2 310
Tabla 6.22: Funciones de la confiabilidad modos de falla 1A3 y 1B2 311
Tabla 6.23: Datos para el cálculo del tiempo optimo modos de falla 317
1A3 y 1B2
Tabla 6.24: Tiempo óptimo para el cambio de rodamientos del reductor 318
Tabla 6.25: Tiempos de operación del reductor falla 1A4 y 1B3 321
Tabla 6.26: Parámetros de Weibull modos de falla 1A4 y 1B3 322
Tabla 6.27: Coeficiente de correlación modos de falla 1A4 y 1B3 323
Tabla 6.28: MTBF modos de falla 1A4 y 1B3 324
Tabla 6.29: Funciones de la confiabilidad modos de falla 1A4 y 1B3 325
Tabla 6.30: Datos para el cálculo del tiempo optimo modos de falla 331
1A4 y 1B3
Tabla 6.31: Tiempo óptimo para el cambio de piñones desgastados 332
Tabla 6.32: Plan de mantenimiento preventivo y predictivo de los 336
Equipos semi críticos
Tabla 6.33: Plan de mantenimiento preventivo y predictivo de los 354
Equipos críticos
Tabla 6.34: Fecha aproximada del mantenimiento preventivo de 360
Los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3
Tabla 7.1: Comparación de costos en el cambio de sistema de 362
Mantenimiento
Tabla 7.2: Calculo del costo de capital propio 366
Tabla 7.3: Costos de implementación 367
Tabla 7.4: Valor de recupero de los equipos para realizar el monitoreo 368
A condición
ix
Tabla 7.5: Planteamiento de los datos 369
Tabla 7.6: Calculo del VAC y del CAE 370
LISTA DE GRAFICOS
Gráfico 4.1: Función de densidad de la probabilidad 156
Gráfico 4.2: Relación entre pdf y cdf 158
Gráfico 4.3: Confiabilidad y probabilidad de falla 160
Gráfico 5.1: Producción comparativa del molino Loesche 221
Gráfico 5.2: Calidad de cemento en el molino Loesche 228
Gráfico 5.3: Incremento de la calidad del cemento tipo 1P 229
Gráfico 5.4: Cantidad de fallas del molino en 1 mes 236
Gráfico 6.1: Nivel de criticidad para cada sistema o subsistema 253
Gráfico 6.2: Criticidad de los modos de falla 285
Gráfico 6.3: Función de densidad modos de falla 1A3 y 1B2 312
Gráfico 6.4: Función de distribución modos de falla 1A3 y 1B2 313
Gráfico 6.5: Función de supervivencia modos de falla 1A3 y 1B2 314
Gráfico 6.6: Función de riesgo o probabilidad de falla modos de falla 315
1A3 y 1B2
Gráfico 6.7: Tiempo óptimo para el cambio de rodamientos del reductor 320
Gráfico 6.8: Función de densidad modos de falla 1A4 y 1B3 326
Gráfico 6.9: Función de distribución modos de falla 1A4 y 1B3 327
Grafico 6.10: Función de supervivencia modos de falla 1A4 y 1B3 328
Gráfico 6.11: Función de riesgo o probabilidad de falla modos de falla 329
1A4 y 1B3
Gráfico 6.12: Tiempo óptimo para el cambio de piñoneria del reductor 334
x
LISTA DE FORMULAS
Fórmula 4.1: Criticidad 121
Fórmula 4.2: Consecuencia 121
Fórmula 4.3: Numero de prioridad de riesgo 134
Fórmula 4.4: Función densidad de probabilidad para una variable 157
Aleatoria contínua
Fórmula 4.5: Función de distribución acumulada para una variable 157
Aleatoria
Fórmula 4.6: Relación matemática entre la cdf y la pdf 158
Fórmula 4.7: Relación matemática inversa entre la cdf y la pdf 158
Fórmula 4.8: Área total debajo de la pdf 159
Fórmula 4.9: Función de confiabilidad o supervivencia 159
Fórmula 4.10: Función riesgo o probabilidad de falla 160
Fórmula 4.11: Tiempo medio entre fallas (MTBF) 162
Fórmula 4.12: Método de los mínimos cuadrados lineal 165
Fórmula 4.13: Punto de intersección o coordenada de origen 165
Fórmula 4.14: Pendiente de la recta o parámetro de la forma 165
Fórmula 4.15: Numero de los puntos de datos o parámetro de escala 166
Fórmula 4.16: Coeficiente de correlación 166
Fórmula 4.17: Estimador de p 167
Fórmula 4.18: Distribución Weibull de 3 parámetros 168
Fórmula 4.19: Función de distribución acumulada para una 168
Distribución Weibull
Fórmula 4.20: Costo optimo por unidad de tiempo 172
Fórmula 4.21: Valor actual neto (VPN) 172
Fórmula 4.22: Valor actual de costos (CAE) 173
xi
Fórmula 4.23: Costo de capital propio según el modelo de valuación 174
De activos CAPM
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1.1 Impacto en la producción durante 7 días de paro 378
Anexo 1.2 Costos de mantenimiento correctivo de los modos de falla 380
Críticos
Anexo 1.3 Tabla de valores de la función Gamma 383
Anexo 1.4: Costos de mantenimiento predictivo 384
Anexo 1.5: Tiempos de operación del reductor en meses 385
xii
RESUMEN
El objetivo de esta tesis es aplicar una metodología de mantenimiento centrado
en la confiabilidad (RCM) para reducir los costos de mantenimiento a un
sistema de molienda vertical de cemento LM (Molino Loesche) 56 2 + 2. Con la
globalización, los molinos verticales se han introducido en la industria
cementera masivamente desde hace 20 años siendo máquinas con
capacidades de producción altas por lo que son valiosas para lograr buena
rentabilidad. El principio de funcionamiento de estos molinos demanda una
gran tecnología tanto mecánica como de automatización de última generación y
mejoras en comparación con la molienda tradicional en molinos de bolas. Por
tal motivo el mantenimiento es más complejo que los sistemas tradicionales.
El mantenimiento industrial tiene una gran importancia para la continuidad de la
producción en las grandes plantas de cemento, una de las técnicas más
usadas es el mantenimiento RCM o mantenimiento centrado en la confiabilidad
desarrollada para la industria de la aviación por John Moubray.
Es una metodología que se desarrolla en siete etapas, las cuales son la
determinación de las funciones del equipo, las fallas funcionales, los modos de
falla, los efectos, consecuencias de las fallas y las tareas proactivas y de
búsqueda de fallas. Con estas etapas de análisis se puede llegar a saber
cuáles son las fallas más críticas de un proceso o equipamiento y que tareas
de mantenimiento son las más adecuadas con costos óptimos, de esta manera
se puede tener un ahorro significativo de recursos en las operaciones de la
empresa.
xiii
ABSTRACT
The objective of this thesis is to apply a methodology of reliability-centered
maintenance (RCM) to reduce the maintenance costs of a vertical mill system
LM (Loesche Mill) 56 2 + 2. With globalization, vertical mills have been
introduced in the cement industry for 20 years massively being machines with
high production capacity and are therefore valuable for achieving good returns.
The operation principle of these mills demands great technology both
mechanical and automation art and improvements compared with traditional ball
milling systems. Therefore maintenance is more complex than the traditional
systems.
The industrial maintenance is very important for the continuity of production in
large cement plants; one of the most used techniques is the RCM maintenance
or reliability-centered maintenance developed for the aviation industry by John
Moubray.
It is a methodology that develops in seven steps, which are determining the
equipment functions, functional failures, failure modes, effects, consequences
of failures and proactive tasks and trouble-shooting. These stages of analysis
can get to know what the most critical faults of a process or equipment are, and
what maintenance tasks are best suited with optimal costs, so it is possible to
have a significant resource savings in the company operations.
xiv
DESARROLLO DE LA INVESTIGACION
CAPITULO I: INTRODUCCION 1
1.1 Identificación del problema 1 1.2 Descripción del problema 2 1.3 Objetivos de la investigación 5 1.3.1 Objetivo principal 5 1.3.2 Objetivos específicos 5 1.4 Hipótesis 5 1.5 Variables 6 1.5.1 Variable independiente 6 1.5.2 Variable dependiente 6 1.6 Justificación 8 1.7 Alcances 8
CAPITULO II: ANTECEDENTES E INVESTIGACIONES SOBRE MANTENIMIENTO EN MOLINOS VERTICALES 9
2.1 Antecedentes de los molinos verticales 9 2.1.1 Molino vertical 10 2.1.2 Reductor 13 2.1.3 Clasificador dinámico 17 2.1.4 Ventilador de tiro inducido 20 2.2 Investigaciones de aplicación en molinos verticales 21 2.2.1 Mantenimiento al reductor 21 2.2.2 Mantenimiento a elementos de la cámara de molienda y clasificador
dinámico 23 2.2.3 Mantenimiento a sistemas hidráulicos y de lubricación 27
CAPITULO III: MOLINOS VERTICALES EN LA INDUSTRIA
DEL CEMENTO 29
3.1 Cemento 29 3.1.1 Determinación del residuo sobre tamiz 30 3.1.2 Determinación de la superficie especifica 30 3.1.3 Determinación de la resistencia 30 3.2 Proceso productivo del cemento 31 3.2.1 Extracción de materias primas en canteras 32 3.2.2 Triturado 33 3.2.3 Pre – Homogenización de caliza 33 3.2.4 Molienda de crudos y homogenización 34 3.2.5 Producción de Clinker 34 3.2.6 Obtención del cemento 36
xv
3.2.7 Envase y despacho del cemento 36 3.3 Molienda 37 3.4 Molinos verticales de rodillos 39 3.5 Principio de funcionamiento 39 3.6 Clasificación de molinos verticales 50 3.6.1 Molino de anillos de bolas: Molino PETERS 50 3.6.2 Molino con rodillos abombados: Molino MPS o PFEIFFER 53 3.6.3 Molino vertical POLYSIUS 56 3.6.4 Molino vertical ATOX: FLS 60 3.6.5 Molino vertical LOESCHE 62 3.7 Equipos auxiliares de un molino vertical 65 3.7.1 Fajas transportadoras 66 3.7.2 Elevador de cangilones 68 3.7.3 Canaletas aerodeslizantes 69 3.7.4 Balanzas dosificadoras 70 3.7.5 Válvulas rotativas 70 3.7.6 Ventilador de tiro inducido 71 3.7.7 Filtros de mangas pulse jet 73 3.7.8 Compresor de tornillo de dos etapas 75
CAPITULO IV: MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD
RCM 77
4.1 Definiciones de mantenimiento de sistemas 77 4.2 Generaciones del mantenimiento 79 4.3 La calidad y su relación con el mantenimiento 85 4.4 Impacto del mantenimiento en la productividad y los costos 89 4.5 Estrategias de mantenimiento 93 4.5.1 Mantenimiento correctivo 95 4.5.2 Mantenimiento preventivo 96 4.5.3 Mantenimiento predictivo 97 4.6 Filosofías de mantenimiento 100 4.6.1 Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) 100 4.6.2 Mantenimiento productivo total (TPM) 101 4.6.3 Sistema de gestión de calidad 103 4.6.4 Estrategia de las cinco S 104 4.6.4.1 Seiri 105 4.6.4.2 Seiton 106 4.6.4.3 Seiso 109 4.6.4.4 Seiketsu 110 4.6.4.5 Shitsuke 112 4.6.5 Estrategia del proceso de Deming 114
xvi
4.6.5.1 Planear 115 4.6.5.2 Hacer o ejecutar 116 4.6.5.3 Verificar o controlar 116 4.6.5.4 Actuar 117 4.6.6 Dirección por políticas (Hoshin Kanri) 117 4.7 Mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM 119 4.7.1 Definición 119 4.7.2 Ventajas 119 4.7.3 Desventajas 120 4.7.4 Jerarquización de activos, análisis de criticidad 120 4.7.5 Contexto Operacional 123 4.7.5.1 Unidades de proceso 123 4.7.5.2 Sistemas y subsistemas 123 4.7.5.3 Diagrama EPS 123 4.7.6 Las siete preguntas del RCM 124 4.7.6.1 Funciones 125 4.7.6.2 Fallas funcionales 126 4.7.6.3 Modos de falla 127 4.7.6.4 Efectos de falla 128 4.7.6.5 Consecuencias de falla 128 4.7.6.6 Análisis de criticidad de los modos de falla basado en el riesgo 130 4.7.7 Tareas proactivas del mantenimiento 134 4.7.7.1 Generalidades, teoría del envejecimiento de maquinaria
Y equipos 134 4.7.7.2 Tareas de reacondicionamiento o sustitución cíclicas 138 4.7.7.2.1 Tareas de reacondicionamiento cíclico 139 4.7.7.2.2 Tareas de sustitución cíclicas 139 4.7.7.2.3 Tareas a condición 140 4.7.7.3 Árbol lógico de decisión 143 4.8 Ingeniería de confiabilidad 145 4.8.1 La curva de la bañera de la confiabilidad 146 4.8.2 Quemado 148 4.8.3 Reducción al mínimo del coste del fabricante 148 4.8.4 Ventajas de un programa de ingeniería de confiabilidad 149 4.8.5 Confiabilidad y control de calidad 151 4.8.6 Variables aleatorias 152 4.8.7 Distribuciones 153 4.8.8 Parámetros de las distribuciones 154 4.8.8.1 Parámetro de escala 154 4.8.8.2 Parámetro de forma 154 4.8.8.3 Parámetro de localización 155
xvii
4.8.9 Las funciones de densidad de probabilidad y función de distribución acumulada 156
4.8.9.1 La función de confiabilidad o supervivencia 159 4.8.9.2 Función de riesgo o probabilidad de falla 160 4.8.9.3 Tiempo medio entre fallas (MTBF) 162 4.8.10 La distribución Weibull 163 4.8.10.1 Datos para el análisis Weibull 163 4.8.10.2 Estimación de los parámetros Weibull mediante el método
De los mínimos cuadrados 164 4.8.10.2.1 Regresión de rangos en y 165 4.8.10.2.2 Coeficiente de correlación 166 4.8.10.3 Funciones de la confiabilidad Weibull 168 4.8.10.4 Factibilidad técnica 169 4.8.10.4.1 β<1 implica mortalidad infantil 170 4.8.10.4.2 β=1 implica fallas aleatorias 170 4.8.10.4.3 β>1 implica falla por deterioro 171 4.8.10.5 Factibilidad económica 171 4.9 VAN 172 4.9.1 Tasa libre de riesgo 175 4.9.2 Beta del mercado 175 4.9.3 Prima por riesgo de mercado 175 4.9.4 Prima por riesgo país 175
CAPITULO V: DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS QUE CONFORMAN EL MOLINO Y DIAGNOSTICO DE LA SITUACION ACTUAL 176
5.1 Flow sheet del molino Loesche 56 2 + 2 177 5.2 Descripción del proceso 178 5.3 Pantallas de operación del sistema SCADA 180 5.4 Partes del molino 184 5.4.1 Equipos auxiliares 184 5.4.2 Equipos principales 192 5.4.2.1 Reductor 192 5.4.2.2 Cámara de rechazo 195 5.4.2.3 Cámara de molienda 196 5.4.2.3.1 Rodillos Master 196 5.4.2.3.2 Rodillos Esclavos 198 5.4.2.3.3 Mesa de molienda 198 5.4.2.3.4 Dam Ring 199 5.4.2.3.5 Nozzle (Louvre ring) 199 5.4.2.3.6 Armor ring 200 5.4.2.3.7 Sistema de inyección de agua 201 5.4.2.4 Sistemas de lubricación e hidráulicos 202
xviii
5.4.2.4.1 Sistema hidráulico Rodillos Master 202 5.4.2.4.2 Sistema de lubricación de los Rodillos Master 205 5.4.2.4.3 Sistema de engrase del rocker arm de los rodillos Master 207 5.4.2.4.4 Sistema hidráulico de los rodillos esclavos 209 5.4.2.4.5 Sistema de lubricación del reductor RENK 210 5.4.2.4.6 Sistema de alta presión del reductor RENK 213 5.4.2.4.7 Circuito de filtración fina de aceite 216 5.4.2.4.8 Sistema de enfriamiento por agua 217 5.4.2.5 Clasificador dinámico 218 5.5 Producción, calidad y mantenimiento del molino 220 5.5.1 Producción del molino 220 5.5.2 Calidad del cemento en el molino 222 5.5.3 Estrategia de mantenimiento actual 230 5.5.4 Fallas criticas durante el periodo de operación del molino 237 5.5.4.1 Daño en la piñoneria del reductor 237 5.5.4.2 Daño en los rodamientos del reductor 238 5.5.4.3 Daño en el sistema de baja presión del reductor 239
CAPITULO VI: APLICACIÓN DE LA METODOLOGIA RCM EN EL SISTEMA
DE MOLIENDA VERTICAL LM 56 2 + 2 241
6.1 Sistemas o subsistemas a analizar 241 6.2 Análisis de criticidad 247 6.3 Contexto operacional 255 6.4 Análisis de modos, efectos y criticidad de la falla: AMECF 261 6.5 Calculo del tiempo óptimo de cambio de pieza: Modos de 307
Falla 1A3 y 1B2: Rodamientos del reductor agarrotados 6.5.1 Obtención de los datos 307 6.5.2 Calculo de los parámetros de Weibull: Método de los mínimos 308
Cuadrados 6.5.3 Calculo del coeficiente de correlación 309 6.5.4 Calculo de la vida media o tiempo medio entre fallas 310 6.5.5 Calculo de las 4 funciones de la confiabilidad 311 6.5.6 Factibilidad técnica 316 6.5.7 Factibilidad económica 316 6.6 Cálculo del tiempo óptimo de cambio de pieza: Modos de falla 1A4 321
Y 1B3: Rotura de dientes de la piñoneria del Reductor 6.6.1 Obtención de los datos 321 6.6.2 Calculo de los parámetros de Weibull: Método de los mínimos 322
Cuadrados 6.6.3 Calculo del coeficiente de correlación 323
xix
6.6.4 Calculo de la vida media o tiempo medio entre fallas 324 6.6.5 Calculo de las 4 funciones de la confiabilidad 325 6.6.6 Factibilidad técnica 330 6.6.7 Factibilidad económica 330 6.7 Plan de mantenimiento preventivo y predictivo 335
CAPITULO VII: EVALUACION ECONOMICA DE LA METODOLOGIA
RCM EN EL SISTEMA DE MOLIENDA VERTICAL LM 56 2 + 2 361
7.1 Comparación de los costos de los dos sistemas de mantenimiento 362 7.2 Calculo del VAN 366
CONCLUSIONES 371
RECOMENDACIONES 373
BIBLIOGRAFIA 374
ANEXOS 378
1
CAPITULO I
INTRODUCCION
1.1 Identificación del problema
La molienda de cemento se realiza en equipos mecánicos en los que la mezcla
de materiales es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de
compresión elevadas, para ello se utilizan molinos de bolas, prensas de
rodillos, molinos horizontales y molinos verticales.
Actualmente la empresa cementera de Arequipa cuenta con seis molinos de
cemento, cinco molinos de bolas y un molino vertical. Los cinco molinos de
bolas juntos pueden producir un máximo de 210 TM/h mientras que el molino
vertical LM 56 2 + 2 Loesche produce 180 TM/h.
El consumo de energía eléctrica por tonelada de cemento producida es más
alto en los molinos de bolas que en el molino vertical, así como la calidad del
cemento, adicionalmente las paradas no programadas por fallas son más
ocurrentes en los molinos de bolas debido a su antigüedad y a su diseño
obteniendo rendimientos muy inferiores a su nominal, es por eso que se opta
por trabajar la mayor parte del tiempo posible solo con el molino vertical.
En la actualidad hay constantes paradas no programadas del molino vertical
por fallas mecánicas principalmente, esto trae como resultado pérdidas
2
económicas significativas para la empresa ya que el molino produce
aproximadamente el 70% de sus ventas.
Es por eso que surge la necesidad de garantizar el correcto funcionamiento del
molino en sus horas programadas de operación, para alcanzar ese objetivo se
plantea aplicar la metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad
(RCM), el cual tiene como resultado las estrategias de mantenimiento
pertinentes para los modos de falla críticos; y así en consecuencia se reducirán
costos de mantenimiento, pudiendo alcanzar la confiabilidad deseada del
molino.
1.2 Descripción del problema
Los molinos verticales están siendo cada vez más usados especialmente en la
producción mundial de cemento, el molino vertical fue desarrollado en 1895 y
ha sido constantemente mejorado a través del siglo pasado hasta llegar a la
molienda mediante rodillos hidráulicos y mesa giratoria.
Jung (2000), menciona que el alto grado de utilización de estos molinos es
debido, principalmente, a la realización combinada de varias etapas del
proceso dentro de la misma máquina, al reducido consumo de energía eléctrica
y al aprovechamiento de grandes cantidades de gases del proceso.
Brugan (2009), indica que los molinos Verticales de Rodillos ofrecen ahorros
significativos de energía por tonelada de producción comparado con los
molinos de bolas. La siguiente tabla muestra las diferencias fundamentales
entre los dos tipos de molinos:
3
Tabla 1.1: Diferencias entre un molino vertical y un molino de bolas
Molino Vertical Molino de Bolas
Capacidad de
Producción
De 160 a 300 TM/h De 20 a 70 TM/h
Desgaste 2 gr/TM 20 gr/TM
Blaine (calidad) De 4000 a 5000 cm2/gr De 3000 a 4200 cm2/gr
Consumo de energía De 25 a 35 KW/TM De 45 a 65 KW/TM
Diseño Compacto, Muele, seca,
separa y transporta en
una misma unidad.
No compacto, muele,
separa y transporta en
diferentes unidades.
Mantenimiento Mantenimiento complejo Mantenimiento
simplificado
Fuente: Elaboración Propia.
Babu (2006), indica que los molinos verticales ofrecen economías de escala,
muchas veces el precio que se paga es el prematuro desgaste de los
elementos de molienda y sus sistemas son más complejos que los molinos de
bolas, es por eso que normalmente las fallas son difíciles de reparar y a veces
hasta difíciles de detectar con un sistema de mantenimiento tradicional, por lo
tanto la industria del cemento necesita un mecanismo de tratamiento efectivo
de las fallas para proteger su rentabilidad.
El mantenimiento industrial es uno de los ejes fundamentales dentro de la
industria, el mismo que ha estado sujeto a diferentes cambios al paso del
tiempo; en la actualidad el mantenimiento se ve como una inversión que
permite la confiabilidad de los equipos y por lo tanto asegurar la continuidad de
los procesos productivos.
4
Según Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), para alcanzar las tasas de rendimiento de
las inversiones grandes de la automatización, el equipo tiene que ser confiable
y capaz de mantenerse en ese estado sin que se den paros en trabajo y
reparaciones costosas. El mantenimiento está considerado como un sistema
con un conjunto de actividades que se realizan en paralelo con los sistemas de
producción.
Existen diversas metodologías y enfoques para la gestión del mantenimiento
como el mantenimiento basado en la confiabilidad (RCM), el mantenimiento
basado en el riesgo (MBR), el mantenimiento productivo total (TPM) y la
optimización de mantenimiento preventivo (PMO).
El mantenimiento centrado en Confiabilidad (RCM), ha sido desarrollado para
la industria 30 años atrás. El proceso permite determinar cuáles son las tareas
de mantenimiento adecuadas para cualquier activo físico. El RCM ha sido
utilizado en miles de empresas de todo el mundo: desde grandes empresas
petroquímicas hasta las principales fuerzas armadas del mundo utilizan RCM
para determinar las tareas de mantenimiento de sus equipos, incluyendo la
gran minería, generación eléctrica, petróleo y derivados, metal-mecánica, etc.
La norma SAE JA1011 especifica los requerimientos que debe cumplir un
proceso para poder ser denominado un proceso RCM.
Según Bernardo (1993), la gran ventaja del RCM reside en que usando un
método lógico, estructurado y sistemático con representantes de los diferentes
departamentos de la empresa, el conocimiento se comparte y el plan de
5
mantenimiento saldrá de un consenso de los responsables de la gestión de los
equipos.
1.3 Objetivos de la investigación
1.3.1 Objetivo principal
Aplicar la metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad
para reducir los costos de mantenimiento a un sistema de molienda
vertical de cemento LM 56 2 + 2.
1.3.2 Objetivos específicos
Determinar los equipos críticos y semi críticos del sistema de
molienda.
Determinar los modos de falla, efectos y consecuencias de los
equipos críticos del sistema de molienda.
Establecer la frecuencia y tipo de mantenimiento para los modos de
falla críticos.
Proponer un plan de mantenimiento preventivo y predictivo para los
equipos críticos y semi críticos del sistema de molienda.
Determinar el VAN resultante de la aplicación de la metodología.
1.4 Hipótesis
Es factible aplicar la metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad
para reducir los costos de mantenimiento a sistema de molienda vertical de
cemento LM 56 2 + 2.
6
1.5 Variables
1.5.1 Variables independientes
Metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM.
Sistema de molienda vertical de cemento LM 56 2 + 2.
1.5.2 Variable dependiente
Reducción de costos de mantenimiento.
7
Tabla 1.2: Identificación de variables
Variables Clase Definición Conceptual
Definición Operacional
Indicadores
Metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM
Independiente Metodología lógica que hace uso de la herramienta de análisis de modo de falla, efecto y consecuencia (FMECA).
Metodología que define los criterios para determinar las estrategias de mantenimiento adecuadas para modos de falla críticos de un sistema.
Efectos y consecuencias de los modos de falla. Estrategias y frecuencias de mantenimiento. Plan de mantenimiento predictivo y preventivo.
Sistema de molienda vertical de cemento LM 56 2 + 2
Independiente Maquina con pista de molienda circular, sobre esta se mueven los cuerpos moledores los cuales ejercen presión mediante diversos sistemas a la pista moledora.
Máquina que produce cemento en las horas de trabajo programadas.
Criticidad de los equipos principales y auxiliares. Funciones. Fallas funcionales. Modos de falla críticos.
Reducción de costos de mantenimiento
Dependiente Valor monetario de los factores que suponen el ejercicio de una actividad económica destinada al mantenimiento.
Ahorro en los costos de mantenimiento aplicando metodología RCM.
Costo de mantenimiento aplicando la metodología RCM. VAC CAE
Fuente: Elaboración Propia
8
1.6 Justificación
La investigación quedaría justificada en la medida en que se permita establecer
si es factible técnica y económicamente la aplicación de la metodología de
mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM para reducir los costos de
mantenimiento a un sistema de molienda vertical de cemento LM 56 2 + 2, los
resultados obtenidos serian útiles para poder aplicar la metodología en otros
sistemas de molienda de la industria cementera y minera.
1.7 Alcances
Para la presente investigación se aplicará la metodología de mantenimiento
centrado en la confiabilidad en el sistema de molienda vertical de cemento LM
56 2 + 2 de la planta de cemento de Arequipa, se realizara en los equipos
principales y auxiliares mecánicos del molino; para efectos del análisis se
mencionaran los equipos eléctricos principales como los motores de media
tensión, pero no serán objeto de estudio.
La investigación está hecha en un contexto de un proceso productivo del
cemento por vía seca, por lo que los otros procesos solo se mencionaran para
conseguir un orden lógico. No se harán apartados detallados en cuanto a la
química y a los procesos del cemento ya que es un tópico amplio y se
perderían los objetivos de la investigación.
9
CAPITULO II
ANTECEDENTES E INVESTIGACIONES SOBRE MANTENIMIENTO EN
MOLINOS VERTICALES
2.1 Antecedentes de los molinos verticales
Según Mischorr, Delgado (2009), un molino vertical es una combinación de 4
partes:
El accionamiento motor reductor, la mesa de molienda y los rodillos hidráulicos,
el clasificador dinámico y el ventilador principal.
El accionamiento suministrado básicamente por el reductor tiene las funciones
de transmitir la potencia entregada por el motor hacia la mesa de molienda y
absorber las fuerzas de molienda y el peso de la mesa.
La mesa de molienda tiene la función de recibir el material fresco, mientras que
los rodillos hidráulicos funcionan como cuerpos moledores triturando el material
contra la mesa.
La función del clasificador dinámico es separar las partículas gruesas de las
finas.
El ventilador de tiro inducido del sistema tiene como función generar un flujo de
gases con la finalidad de transportar y secar el material desde el interior del
molino hasta el filtro de mangas tipo pulse jet.
El mantenimiento debe ser hecho periódicamente a los elementos que
conforman las partes mencionadas para evitar las fallas, en especial la
10
protección para elementos de desgaste, los sistemas hidráulicos, de lubricación
y el ajuste de piezas.
Figura 2.1: Maquinas que componen un molino vertical
Fuente: Mischorr, Delgado; 2009
2.1.1 Molino Vertical
Según el artículo VII Coloquios (2009), en 1824 el británico Joseph
Aspdin patentó la fórmula del cemento al quemar polvo fino de caliza con
arcilla en un horno de cal hasta que perdía todo el dióxido de carbono. El
producto obtenido fue denominado cemento portland ya que su color le
recordaba a la piedra de la región de Portland (Inglaterra).
11
Posteriormente se crearon los primeros molinos horizontales para moler
el crudo, cemento y carbón. Dicho molino tiene su origen en los molinos
TUMBLING de la década de 1860.
En la década de 1880 se desarrollaron los molinos horizontales
SACHSENBERGIAN-BRUCKNER en la compañía alemana KRUPP y
los molinos de la compañía danesa FLSMIDTH. Estos molinos tenían
bolas y una vez molido el material era tamizado en un cedazo y el
material grueso era devuelto a la cámara de molienda.
Otro tipo de molino muy utilizado en la industria del cemento es el molino
de rodillos. Tiene su origen en diversos tipos de molinos: arrastras y el
molino EDGE; el primero de origen hispano y el segundo de origen
chino, ambos arrastrados por asnos.
A principios del siglo XIX las piedras fueron sustituidas por acero y se
llamaron molinos CHILEAN. De aquellos surgieron infinidad de modelos
utilizados en el siglo XIX. El HUNGTINGTONG (1883), MAXECON
(1989), RAIMOND y FULLER. Consistían fundamentalmente en una
mesa circular fija y uno o varios rodillos móviles. Todos ellos fueron la
inspiración de las actuales compañías suministradoras de equipos para
fabricar los actuales molinos verticales.
Según Mischorr, Delgado (2009), en 1895 aparece el primer molino
vertical desarrollado por Loesche usado para la molienda de carbón en
plantas de energía en Berlín.
12
En 1925 Loesche hizo la innovación más importante al dejar los rodillos
fijos y la mesa móvil; muy apropiada para la industria cementera por la
facilidad de secar las materias primas y su bajo coste energético.
En 1935 se pone en funcionamiento el primer molino Loesche LM 11
para la molienda de Clinker en Brasil, en 1985 se instalaron molinos en
Asia para la molienda de Clinker y escoria de alto horno.
En 1994 se aplica por primera vez la tecnología 2 + 2 en un LM 46 2 + 2
para la molienda de Clinker en Taiwán.
En 2005 se pone en funcionamiento el primer molino con tecnología 3 +
3 en un LM 56 3 + 3 para la molienda de Clinker en India.
Figura 2.2: Molino vertical Loesche de 1929
Fuente: Mischorr, Delgado; 2009.
13
Figura 2.3: Diseño actual para un molino vertical
Fuente: Mischorr, Delgado; 2009.
2.1.2 Reductor
Con el aumento de la capacidad de las plantas, la potencia de los
reductores, también tuvo que ser aumentada (Figura 2.4). Por esa razón
los reductores han pasado por una evolución de conceptos hasta llegar a
los nuevos diseños para satisfacer las necesidades de producción de los
molinos verticales.
14
Figura 2.4: Desarrollo de los tamaños de molinos verticales en el tiempo
Fuente: Raeber, Weller, Amato; 2010.
Raeber, Weller, Amato (2010), mencionan que la primera generación de
reductores para los molinos de rodillos verticales consistió en dos etapas
de engranajes helicoidales en combinación con un engranaje cónico,
como se muestra en la figura. 2.5. Este concepto fue utilizado a partir de
50 KW a 3900 KW. Hoy en día, este concepto normalmente se utiliza
con una potencia de aprox. 1000 KW, mientras que los grandes
reductores se diseñan generalmente con un planetario y un engranaje
cónico. Las desventajas de este diseño de reductor de más de 1000 KW
son el diseño muy pesado y las ruedas dentadas de gran tamaño. La
baja potencia de 3900 KW tiene un diámetro de aprox. 3,7 m y un peso
de 23 toneladas.
15
Figura 2.5: Primera generación de reductores para molinos verticales
Fuente: Raeber, Weller, Amato; 2010.
Después de alcanzar los límites de la primera generación de reductores,
el siguiente paso lógico era introducir un planetario en lugar de las dos
etapas del engranaje helicoidal. Así se obtuvo la ventaja de tener menos
material en el reductor entregando la misma potencia. Este diseño
reduce el peso total de tamaño, y los costos de manera significativa en
comparación con la etapa de engranaje helicoidal de dos etapas.
La Figura 2.6 proporciona un ejemplo de este concepto en un corte
transversal de un reductor con un engranaje cónico y un planetario.
La potencia del motor se transmite a través del engranaje cónico y un
acoplamiento de dientes al piñón de la etapa planetaria y luego se
transmite la potencia a la salida del reductor.
16
Este tipo reductor suministra potencias de hasta 5600 KW y el diámetro
de engranajes de hasta 2 metros.
Figura 2.6: Segunda generación de reductores para molinos verticales
Fuente: Raeber, Weller, Amato; 2010.
Posteriormente se implementó un nuevo planetario a los reductores para
molinos verticales. El piñón de la primera etapa es accionado por el
motor mediante la etapa de engranajes y distribuye la potencia a las tres
etapas. En este punto el torque se distribuye y mientras que un 100% del
torque es direccionado a través de la porta - planetario de la primera
etapa hacia el eje de salida, otra porción del torque es guiada a través
del segundo planetario hacia el eje de salida. En este diseño el número
de dientes de los componentes ha sido seleccionado con la finalidad que
17
el segundo planetario reciba aproximadamente el 70% de la carga
transmitida.
Figura 2.7: Última generación de reductores para molinos verticales
Fuente: Raeber, Weller, Amato; 2010.
2.1.3 Clasificador dinámico
En el seminario del cemento HOLDERBANK (1995), se menciona que
entre los diseños de clasificadores dinámicos se han desarrollado 3
generaciones bien distinguidas desde 1889 donde se construyó el primer
clasificador de aire estático.
El clasificador dinámico de primera generación posee álabes móviles y
ventilador interno. El material es introducido a través de un chute hasta
una placa distribuidora que dispersa las partículas en el flujo de gas,
éste con las partículas de material pasa por los alabes móviles del rotor.
Las partículas gruesas son centrifugadas hacia los costados y caen por
el cono de gruesos. El flujo de gas con el material fino se direcciona
18
hacia la cámara de finos, en este punto el material es separado y se
dirige hacia la salida de finos, material con aire que hayan podido quedar
son devueltos a la zona de separación a través de las paletas de
retorno.
Figura 2.8: Clasificador dinámico de primera generación
Fuente: HOLDERBANK; 1995.
El clasificador dinámico de segunda generación posee un ventilador
externo a diferencia del primero. El material ingresa por el canal de
19
alimentación y se dispersa en la corriente de aire por la placa
distribuidora rotativa. Las partículas lo suficientemente finas para pasar
por los álabes móviles son transportadas por el aire a través de ciclones
externos donde son precipitadas y descargadas. Las partículas gruesas
caen hacia el cono de gruesos, el aire es recirculado por el separador
vía ventilador y paletas de retorno.
Figura 2.9: Clasificador dinámico de segunda generación
Fuente: HOLDERBANK; 1995.
Los clasificadores dinámicos de tercera generación o clasificadores de
alta eficiencia proveen mayor obtención de producto fino al poseer
álabes fijos por los cuales el aire con las partículas llegan
tangencialmente y pasan luego por la zona giratoria de álabes móviles.
20
Los diseños varían según el fabricante, la figura 2.10 muestra un
clasificador LSKS de la empresa alemana KHD HUMBOLDT WEDAG.
Figura 2.10: Clasificador dinámico de tercera generación
Fuente: HOLDERBANK; 1995.
2.1.4 Ventilador de tiro inducido
Estos son equipos muy utilizados en la industria del cemento. Los
diseños varían según el fabricante pero el principio es el mismo; el
efecto del tiro inducido consiste en reducir la presión de los gases en el
sistema de molienda por debajo de la presión atmosférica y descargar
los gases limpios a la chimenea con una presión positiva. Compañías
como Robinson fabrican estos equipos desde finales del siglo XIX.
21
2.2 Investigaciones de aplicación en molinos verticales
El mantenimiento a los molinos verticales comprende especialmente en el
reductor, los elementos de la cámara de molienda, el clasificador dinámico y los
sistemas hidráulicos y de lubricación.
2.2.1 Mantenimiento al reductor
Buezo (2007), menciona que para monitorear los puntos más sensibles
de un reductor FLENDER KMP se deben instalar sensores que midan el
envolvente de aceleración.
Estos deben estar lo más cerca posible de los rodamientos. Se deben
ubicar dentro de la zona de carga. De lo contrario, es muy probable que
la cantidad de ruido afecte la calidad de la información. Instalar los
sensores muy cerca de los rodamientos es importante para la medida de
la aceleración y/o energía de impulsos en bandas de alta frecuencia, las
cuales son información vital para la detección de las primeras fases de
falla en los cojinetes. Se recomienda instalar los sensores en posición
horizontal paralela al horizonte terrestre, tanto porque en esta posición
se recolecta la mayor parte de las vibraciones y por el espacio disponible
dentro de los reductores.
Los puntos de medición propuestos fueron los rodamientos del piñón
(C), de piso (D), del acople (E) y de la mesa (F); como se muestra en la
siguiente figura:
22
Figura 2.11: Puntos de medición en un reductor FLENDER KMP
Fuente: Buezo, 2007.
Ayala (2010), indica que se debe monitorear la temperatura del aceite de
un reductor y esta puede ser alta debido a fallas en el sistema de
enfriamiento o en el sistema de bombeo.
La temperatura de los rodamientos del reductor puede incrementar
debido a insuficiente flujo de aceite al componente o falla del
rodamiento.
Plantea una rutina de inspección de mantenimiento al reductor que
incluye:
Inspección de fugas de aceite por la coraza.
Revisar si existen grietas, desgaste o picaduras en los dientes.
23
Siempre que sea posible revisar los rodillos y las pistas de los
rodamientos para identificar cambios en el patrón de desgaste,
picaduras o corrosión.
Revisar el sistema de circulación de aceite y sacar muestras
periódicas.
Revisar el sistema de bombeo del aceite asegurando el correcto
trabajo de la bomba, nivel de aceite y mantenimiento a los filtros.
2.2.2 Mantenimiento a elementos de la cámara de molienda y clasificador
dinámico.
Bujosa (2009), indica que para determinar la frecuencia de las tareas de
mantenimiento e inspección de un molino vertical para la molienda de
carbón y para poderlas programar adecuadamente, deberán tenerse en
cuenta la calidad del carbón, las horas de operación del molino de
acuerdo con la capacidad de planta y el número de personas disponibles
para mantenimiento.
Es muy importante hacer un preciso registro diario de trabajo desde el
principio sobre la horas de operación especificas del molino, su
eficiencia, programa de operación de la planta, incluyendo algunos
aspectos relacionados con la carga de la planta, su parada, informes de
inspección y similar.
Entre los componentes del molino aquellos que tendrán mayor tendencia
a desgastarse son:
24
Forro de la plataforma y Rodillo: si se desgastan
considerablemente, la producción del molino disminuirá y los
rechazos aumentarán.
Forro del cuerpo del separador y tapa del rodillo: el grado de
desgaste varía en muchos casos de acuerdo con la localización
de dicho desgaste.
Paleta de deflexión: se debe mantener una separación de
aproximadamente 6 mm con respecto al borde de la plataforma
de molienda.
Forro del fondo de la carcasa media: se debe mantener una
separación radial de entre 3 y 6 mm aproximadamente entre este
forro y el borde de la plataforma de molienda.
Anillo de cierre de la plataforma de molienda: debe ser sustituido
cuando haya experimentado un desgaste considerable.
Placa cubierta de aislamiento de carcasa inferior: si el soporte del
rascador es bueno, el desgaste de esta placa puede hacerse
mínimo.
Forro de la carcasa inferior y paleta de la entrada de aire: un
exceso de materias extrañas dará lugar al desgaste de las caras
finales del forro y paleta.
Rascador: la parte final inferior tiende a desgastarse más, siendo
recomendable soldar de nuevo para reparar.
Separador giratorio: medir el desgaste de una paleta y si el
espesor residual es de 3 mm o menos, renovarla.
25
Válvula de salida: si se observa que la holgura es grande al
cerrar esta válvula significa que esta desgastada.
Para Angulo (2002), por sus características de funcionamiento, el
mantenimiento regular a un molino vertical pendular para trituración de
arcillas, resulta esencial para asegurar una vida prolongada de sus
mecanismos y evitar averías que por las dimensiones de los elementos
podrían ser muy graves; así como para garantizar que el rendimiento
durante la operación es el óptimo. Se debe pues aplicar a conciencia un
mantenimiento preventivo que incluya los siguientes puntos:
Las rejas, el reemplazamiento de las piezas, dependerá de cada
caso concreto (dureza del material a moler y producción
deseada). Como norma general, se debe proceder al
reemplazamiento cuando el desgaste sea tal que la longitud de la
reja se haya visto disminuida en unos 20-25 milímetros.
Los rodillos deberán reemplazarse cuando presenten
ondulaciones bastante pronunciadas, o bien cuando el diámetro
de los mismos se haya visto reducido sensiblemente
(orientativamente, en unos 100 mm). Estos factores se
comprobarán además por el hecho de que la productividad del
molino se reducirá, hecho que será indicador de la necesidad de
reemplazamiento.
El aro ha de presentar siempre una superficie regularmente lisa.
Cuando se presenten ondulaciones más o menos grandes en la
26
superficie interior del aro que afecten al correcto trabajar de la
máquina, se debe proceder a la reposición por uno nuevo.
Se deben inspeccionar, por lo menos una vez a la semana, todos
los pernos y tuercas utilizados en el molino y volverlos a ajustar
en caso de necesidad. Esta precaución es particularmente
importante en lo que respecta a los pernos que sujetan los
rodillos, así como los que unen las rejas con los porta-rejas.
Reichardt (2005), menciona que se puede realizar un relleno con
soldadura a los rodillos sin tener que desmontarlos del molino. Para este
fin los rodillos de molienda se levantan, y se adapta un motor reductor
con variador de velocidad para controlar el giro de los rodillos mientras
que el dispositivo va soldando en el área de desgaste de los rodillos.
Después de los rodillos se bajan de nuevo. El tiempo para el
recubrimiento se mantiene entre 72 y 120 horas si el trabajo se organiza.
Los elementos de molienda de algunos de las fábricas funcionando hoy
en día han sido rellenados más de diez veces.
Zapata, Luddey, Molina (2007), indican que se puede incrementar el
rendimiento de las placas del armor ring de un molino ATOX 32.5 de 2 a
5 meses rellenándolas con soldadura que contiene carburos complejos.
Babu, (2005) indica que los molinos MPS se blindan con diferentes
materiales de desgaste de acuerdo con la abrasión de los materiales a
moler y las zonas de desgaste:
27
Las herramientas de molienda están fabricadas, primordialmente, a base
de hierro fundido aleado según DIN 1695, hierro fundido soldado por
recargue o materiales compuestos con suplementos de elevado
contenido de cromo en materiales básicos resistentes. Los blindajes de
la carcasa y demás elementos del molino expuestos al desgaste por
radiación se protegen contra el desgaste mediante chapas de acero de
alta resistencia al desgaste o chapas compuestas soldadas con recargue
de metal duro. En el caso de elementos especialmente expuestos al
desgaste por radiación, como por ejemplo los tubos de salida de gases,
se protegen con revestimiento de cerámica.
2.2.3 Mantenimiento a sistemas hidráulicos y de lubricación
En el caso de los sistemas de lubricación, Angulo (2002), señala que es
importante controlar que el nivel de aceite del cárter de engranajes esté
en el nivel correspondiente, visible en el exterior del molino. En caso
contrario, se rellenará hasta el nivel adecuado. Para ello, se revisará
semanalmente dicho nivel. Además, cada 500 horas de funcionamiento,
aproximadamente, se deberá vaciar el cárter por completo y llenarlo de
aceite nuevo.
En cuanto a los péndulos, semanalmente se debe revisar que el nivel de
aceite en el interior de cada péndulo se mantiene por encima del nivel
mínimo marcado por la varilla. En caso contrario, se rellenará con el
aceite necesario.
28
Semanalmente se deberán engrasar mediante bomba manual los
cojinetes de suspensión de los péndulos, con una cantidad suficiente de
grasa, a fin de que ésta pueda correr ligeramente por todo el interior del
cojinete, entre éste y el eje de suspensión.
Por último, se deberá rellenar antes de que se vacíe por completo el
depósito de la bomba automática de engrase de los cojinetes del árbol
vertical. Una revisión semanal al respecto es más que suficiente.
Como se observa, se ha impuesto una periodicidad semanal de revisión
de la lubricación. En la mayoría de los casos esta frecuencia es superior
a la necesaria (el consumo de aceite se reduce al mínimo merced a los
dispositivos de retención que se emplean), pero es una buena estrategia
la de establecer una revisión semanal del conjunto de elementos de
mantenimiento que se deben controlar y que se acaban de explicar:
tornillería, elementos de desgaste (revisión ocular) y lubricación. Así se
tiene un control fiable del correcto estado de la máquina.
Mischorr, Delgado (2009), mencionan que para el mantenimiento de los
sistemas hidráulicos de los rodillos se debe verificar las líneas de aceite
diariamente, revisar filtros cada semana, realizar muestreos de aceite
cada 3500 horas, revisar la presión de los acumuladores de nitrógeno
cada semana y cambiar sellos de los cilindros si se detectan fugas.
29
CAPITULO III
MOLINOS VERTICALES EN LA INDUSTRIA DEL CEMENTO
3.1 Cemento
Según la norma DIN 1164-10 se llaman cementos aquellos materiales que se
endurecen tanto en el aire como en el agua y que después de su
endurecimiento son aglomerantes resistentes a la acción del agua, que están
compuestos principalmente por combinaciones de óxido de calcio con sílice,
alúmina y oxido de fierro, y que además cumplen con las normas dictadas para
tales materiales, especialmente en lo relativo a resistencias y a estabilidad de
volumen. El material crudo o por lo menos los componentes principales de los
materiales de partida, tienen que ser calentados como mínimo hasta
clinkerización (principio de fusión).
Un cemento que cumpla con esta norma no debe dejar un residuo superior a
3% en masa, sobre el tamiz de 0.2 mm de luz de malla de acuerdo con el
ensayo DIN 4188. La superficie específica determinada por el método de
permeabilidad al aire (Superficie específica según Blaine) no debe ser inferior a
2200 cm2/gr.
La calidad del cemento se puede medir mediante varios ensayos, los que se
detallan a continuación son los más usados.
30
3.1.1 Determinación del residuo sobre tamiz
Se determina el contenido de partículas gruesas como residuo sobre el
tamiz de ensayo de 0.2 mm de luz de malla, bien sea tamizado a mano o
tamizado mecánicamente. El residuo final se expresa en porcentaje de
masa con respecto a la muestra inicial.
3.1.2 Determinación de la superficie especifica
Se calcula a partir de la permeabilidad al aire de un lecho de cemento,
de su porosidad, de la densidad del cemento y de la viscosidad del aire.
La medida de la permeabilidad viene dada por el tiempo durante el cual
una determinada cantidad de aire atraviesa el lecho de cemento en
condiciones bien especificadas por la norma.
3.1.3 Determinación de la resistencia
Según su clase o categoría resistente, cada cemento debe alcanzar las
resistencias a compresión indicadas en la tabla 3.1.
Se determina la resistencia a flexo tracción mediante la rotura en la
sección central de un bloque de cemento, arena y agua. Luego se
determina la resistencia a compresión sobre los prismas resultantes de
la rotura a flexo tracción. La prensa utilizada debe cumplir estrictamente
con los requisitos de la norma.
31
Tabla 3.1: Clases de resistencias según DIN 1164
Fuente: Labahn, 1985.
1: Solo para cementos de bajo calor de hidratación y/o alta resistencia a
los sulfatos.
2: Cemento portland, cemento portland siderúrgico, cemento de alto
horno y cemento puzolánico de endurecimiento inicial lento; llevan la
designación adicional L; los mismos cementos de alta resistencia inicial
llevan la designación adicional F.
3.2 Proceso productivo del cemento
Existen 4 procesos de cemento diseñados para las plantas y se escogen en
base a la humedad relativa de las materias primas. Se tienen los procesos vía
seca, vía semi seca, vía húmeda y vía semi húmeda.
El proceso vía húmeda se utiliza en el caso de materias primas con alto
contenido de humedad, previamente al ingreso al horno el material se prepara
mediante una molienda conjunta con agua resultando en una pasta con 30 a
40% de contenido de agua.
32
En los procesos por vía semi húmeda y semi seca el material de alimentación
se consigue añadiendo o eliminando agua respectivamente, al material
obtenido en la molienda de crudo. Se obtienen pellets o gránulos con 15 a 20%
de humedad que son depositados en parrillas móviles a través de las cuales se
hacen circular gases calientes provenientes del horno. Cuando el material
alcanza la entrada del horno el agua se evapora y la cocción empieza.
Según Prasath, Recke, Chidambaram, Jorgensen (2010), el proceso de
producción por vía seca típicamente presenta siete etapas:
Figura 3.1: Proceso de producción del cemento por vía seca
Fuente: Prasath, Recke, Chidambaram, Jorgensen; 2010.
3.2.1 Extracción de materias primas en canteras
Se extraen las materias primas de las canteras de la planta, que
generalmente es la caliza que es el componente principal del proceso,
se utilizan técnicas de perforación y voladura para obtener rocas de
granulometría alta hasta 2 metros.
33
3.2.2 Triturado
Luego de la extracción de estos materiales se procede al triturado para
reducir la granulometría de las rocas de mineral de un tamaño de 2
metros hasta 6 pulgadas. La caliza triturada se transporta en dámperes
hacia la planta.
Luego la caliza se vuelve a triturar hasta alcanzar un tamaño de partícula
de 1 pulgada.
En esta etapa adicionalmente al triturado de caliza, se trituran el resto de
materias primas como son el yeso y los correctores de la caliza (pizarra,
fierro, arcillas, etc.), que pueden ser extraídos de la cantera de la planta
o comprados a proveedores.
Las trituradoras en general presentan un sistema de fajas
transportadoras para llevar el material hacia las canchas y un filtro de
mangas colector de polvo tipo pulse jet ubicado de manera estratégica
en la caída del material.
3.2.3 Pre – Homogenización de caliza
La caliza es depositada en capas sucesivas horizontales por medio de
una faja telescópica apiladora que recorre un ángulo prefijado. Una vez
conseguida la composición química adecuada y la altura necesaria de
una ruma se pasa a preparar otra. Mientras tanto, la ruma anterior es
recuperada en forma perpendicular a su apilamiento, originándose un
34
efecto de mezcla uniforme. De allí la caliza es trasladada mediante fajas
subterráneas a las tolvas de alimentación de los molinos de crudos.
3.2.4 Molienda de crudos y homogeneización
En la molienda del crudo se realiza la última reducción del tamaño de la
caliza a un estado polvoriento, para este proceso intervienen la caliza
(CaO) en una proporción de 95% aproximadamente, el fierro (Fe2O3) y
una arcilla que contenga otro corrector como la sílice (SiO2). Este
proceso en la actualidad es realizado con molinos de bolas o verticales.
El producto intermedio “harina de crudos” debe tener una fineza menor a
20% en malla N° 200. Luego se procede a la homogeneización en silos
con sistemas de inyección de aire para mezclar continuamente el
material.
3.2.5 Producción de Clinker
La harina cruda ingresa por medio de una balanza dosificadora y un
elevador de cangilones hacia la parte superior del intercambiador de
calor los cuales son edificios que cuentan con una Torre de Ciclones,
ubicados uno encima del otro. El crudo homogeneizado se alimenta por
el extremo superior de este pre-calentador, pasando a través de los
ciclones donde se calienta por acción de los gases generados en el
quemador del horno rotatorio por combustión de carbón, petróleo, gas, o
algún combustible alternativo iniciándose de esta manera el proceso de
descarbonatación y transformación termo – químico del crudo. Los
gases calientes procedentes del horno son succionados hasta un filtro
35
de mangas donde se descarga el polvo nuevamente hacia el sistema y
el aire caliente sale por las chimeneas del filtro.
El crudo descarbonatado ingresa al horno y por efecto del calor
generado por la combustión en un quemador situado en el extremo de
salida, sufre transformaciones físicas y químicas, llegando a obtenerse el
producto llamado Clinker a temperaturas del orden de los 1400 a 1550 º
C.
El Clinker descargado por el horno pasa a la tercera parte del circuito de
clinkerización, que se da en los enfriadores. Estos constan de varias
superficies escalonadas compuestas por placas fijas y móviles
alternadas, con unos pequeños orificios por donde pasa el aire que es
insuflado por la parte inferior, por la acción de ventiladores con el doble
objeto de recuperar el calor del Clinker producido y de enfriar el Clinker
de aproximadamente 1,200ºC hasta alrededor de 100ºC. En la parte final
de estas unidades se encuentran instaladas trituradoras de rodillos,
accionadas por motores eléctricos, para reducir el tamaño del Clinker a
un máximo de 5 centímetros. El Clinker es transportado por medio de
elevadores hasta los silos de almacenamiento.
Las paredes de un horno están cubiertas por ladrillos refractarios con el
fin de proteger el casco del horno ante ataques químicos y evitar
pérdidas de calor.
36
3.2.6 Obtención del cemento
La molienda conjunta del Clinker con yeso constituye el Cemento
Portland, y con un adicionado de puzolana el cemento portland
puzolánico tipo 1P.
Las especificaciones para la finura del cemento portland se expresan
como superficie especifica en cm2/gr.
El cemento al final del proceso debe tener una fineza de menos de 15%
de retenido en malla N° 325 y una superficie específica según Blaine de
4000 a 5000 cm2/gr en el caso de cementos puzolánicos, en caso de
cementos ordinarios esta parámetro debe estar entre 3800 y 4200
cm2/gr.
En la molienda de cemento se usan aditivos especiales a base de
glicoles para hacer más eficiente la molienda y obtener mayor calidad
del cemento.
3.2.7 Envase y despacho del cemento
El cemento extraído de los silos es despachado tanto en bolsas de papel
como a granel. Para el despacho en bolsas se utilizan máquinas
rotativas tanto automáticas como manuales.
En las rotativas automáticas, el operador coloca un paquete de bolsas
en el magazín de la máquina y luego este magazín se encarga de
alimentar automáticamente a la envasadora, bolsa por bolsa, los pitones
de una tolva rotativa, que gira continuamente, y que las llena con el peso
37
de 42.5 kilogramos descargándolas sobre una faja transportadora. Las
bolsas son transportadas a las plataformas de los camiones por un
sistema de fajas, mientras que los cargadores se limitan a cogerlas y
acomodarlas. En el despacho a granel se usan camiones especiales de
hasta 36 toneladas que se cargan en 10 minutos. El peso de cada
camión es controlado por balanzas de plataforma con controles
electrónicos, lo que garantiza el peso correcto.
3.3 Molienda
Según Lynch, Rowland (2005), la técnica de la molienda ha tomado en la
industria, desde hace algunos años, una importancia cada vez más grande.
Numerosos productos, que anteriormente podían ser utilizados en estado bruto
o fragmentado, son hoy en día finamente pulverizados antes de ser tratados.
Además, la molienda se ha convertido en una fase cuyo control resulta esencial
por el impacto tan favorable que puede tener sobre factores tan importantes en
un proceso productivo como son la calidad del producto terminado, el aumento
de la productividad y la disminución de los costos de producción.
Dentro de la gran diversidad de industrias que requieren para su
funcionamiento tratar con productos molidos (industrias que abarcan desde el
ramo de la construcción hasta el alimentario), la molienda toma una especial
importancia en el ramo de la fabricación de materiales para la construcción.
La operación de molienda consiste esencialmente en producir unidades de
masa inferior, a partir de trozos más grandes, del material que se desea moler.
Moler es reducir un sólido a un estado de división avanzada. Esta operación es
38
generalmente necesaria bien sea para el caso de obtener polvos de una cierta
finura, bien para homogeneizar productos de orígenes diferentes, o bien para
acelerar una reacción química, dando presencia a una o varias sustancias
minerales o químicas. Por imposición de la naturaleza de la propia materia y
por los tratamientos físicos y químicos que puedan seguirse, la molienda o
pulverización es a menudo una operación compleja, bajo su apariencia de
simplicidad.
En la operación de molienda es importante el tamaño en que se presenta el
material que se desea moler. Así, cuando la materia a tratar es de importante
dimensión (bloques de cantera de 300 mm o más), se hace necesaria una
operación previa de machaqueo, que consiste en reducir, en uno o dos pasos,
la granulometría de los trozos a un tamaño medio de unos 15 mm, consistiendo
a continuación la molienda propiamente dicha en reducir definitivamente los
trozos obtenidos de la operación anterior a un polvo fino que pueda pasar en
casi su totalidad por aberturas muy pequeñas: mallas de un tamiz cuya sección
de paso sea sólo de algunas decenas de micras.
Adaptando la definición de Angulo (2002), se denomina molienda o
pulverización al proceso de fraccionamiento al estado de polvo fino de los
trozos que provienen del chancado. De entre los diversos tipos de molinos que
existen para llevar a cabo tal acción, la elección se deberá fundamentar en la
naturaleza o el estado físico (dureza, granulometría y humedad) del producto a
tratar y del grado de finura que se quiera obtener, así como en base a la
producción que se desee.
39
La molienda normalmente se realiza en prensas, molinos de bolas y molinos
verticales de rodillos.
3.4 Molinos verticales de rodillos
La definición que da la norma alemana DIN 24100-2 es la siguiente: "Máquina
con pista de molienda circular. Sobre ella se mueven los cuerpos moledores
(rodillos o bolas). Los cuerpos moledores presionan por su propio peso, por
fuerza centrífuga, por resortes o por sistemas hidráulicos o neumáticos a la
pista de molienda. Se pueden accionar tanto las pistas como los cuerpos
moledores".
Los molinos de rodillos tradicionalmente suelen ser molinos de barrido por aire
y normalmente tienen en su interior separadores de aire, por tanto son
utilizados para moler muy fino en circuito cerrado secando simultáneamente el
material (molinos secaderos).
Entre los materiales que se pueden moler con este tipo de molinos pueden
citarse los siguientes: caliza, cal calcinada, talco, bauxita, magnesita, fosfatos,
feldespato, baritas y otros como carbón, grafito y hasta pellets de turba. Desde
hace algunos años también se utilizan para la molienda de materiales muy
duros y porosos y a la vez abrasivos, como son las escorias y el Clinker.
3.5 Principio de funcionamiento
El principio de trabajo de este tipo de molinos se basa en unos rodillos (o bien
otros cuerpos moledores comparables) que se mueven en una trayectoria
circular y girando alrededor de su eje, sobre un lecho de material de
40
alimentación situado sobre una placa, pista o bandeja de molienda horizontal
giratoria.
Figura 3.2: Molino vertical de rodillos
Fuente: Reichardt, 2010.
Según Duda (1977), los cuerpos moledores presionan contra el material a
moler (esfuerzo de molienda) mediante su propio peso y por fuerza centrífuga,
por muelles, por sistemas hidráulicos (Figuras 3.3 y 3.4) o neumáticos. Todos
los grandes molinos utilizan hoy en día el sistema de presión hidroneumática,
su disposición varia de unos fabricantes a otros, pero en principio todos
coinciden en utilizar como muelle el gas comprimido en un acumulador, cuyo
esfuerzo es transmitido a los pistones de presión por medio de aceite. Un
conjunto de bombas proporciona la presión necesaria. El sistema tiene la
ventaja de poder regular fácilmente las diferencias de presión.
41
Modificando la presión del aceite pueden elevarse los rodillos sobre la pista, a
fin de que el arranque se haga en vacío, con lo cual se facilita la utilización de
motores de arranque directo.
Figura 3.3: Rodillos hidroneumáticos
Fuente: Adaptada de Duda; 1977.
Figura 3.4: Sistema hidroneumático
Fuente: Adaptada de Duda; 1977.
42
Mientras que en los molinos cargados por muelles, la presión de molienda
aumenta considerablemente al crecer el lecho de molienda si las
características de los muelles permanecen invariables, el sistema
hidroneumático permite, por el contrario, conseguir una presión que no
dependa de la altura del lecho.
Se usan cuerpos moledores de varias formas: rodillos cilíndricos, rodillos de
sección troncocónica, de laterales planos y en la superficie circunferencial
convexos o bolas esféricas.
La forma de los cuerpos moledores parte de consideraciones cinéticas y no
depende del grado de eficacia de molienda. Cuando se empezaron a aplicar las
fuerzas elásticas a los rodillos por medio de los sistemas de palancas en
adición al propio peso de los rodillos, se hizo necesario estudiar bajo
consideraciones cinéticas el sistema de palanca. El objetivo de todas las
soluciones era hacer trabajar a los rodillos lo más vertical posible sobre la
superficie de molienda.
El material que llega al molino desde la dosificación cae a través de una
resbaladera sobre la pista, que se asienta sobre el plato y este, a su vez, sobre
el reductor girando con él. La alimentación del material a moler cae
centralmente sobre el plato. Debido al rozamiento, el material gira más o
menos conjuntamente con el plato, con lo que se ve sometido a la acción de la
fuerza centrífuga, lo que hace que se mueva hacia afuera en dirección a la
pista de molienda.
Al pasar el material entre los rodillos y la pista se produce la molienda por un
doble efecto de presión y rozamiento. Los trozos mayores de material,
43
sobresaliendo sobre los demás, son los primeros en ser desmenuzados, por
una combinación de esfuerzos de compresión y corte (como en una trituradora
de cilindros). Se concentra encima de ellos la presión ejercida por el rodillo, que
excede con mucho su resistencia a la rotura. Luego los cuerpos moledores van
actuando sobre las partículas que siguen en tamaño y así sucesivamente. Este
proceso continúa hasta que el material alcanza la parte más estrecha de la
separación entre el elemento moledor y la pista de molienda.
Figura 3.5: Molienda con los cuerpos moledores
Fuente: Mischorr, Delgado; 2009.
Conjuntamente con la reducción de tamaño se produce una compactación del
lecho del material, cuyas fuerzas de compresión y corte asociadas dan lugar a
un nuevo efecto de reducción de tamaño, sobre todo por rozamiento de las
partículas entre sí, ayudado por un cierto movimiento relativo entre los cuerpos
moledores y la pista de molienda. Este movimiento relativo también contribuye
44
a prevenir las adherencias en la pista de molienda, si el molino se alimenta con
material húmedo o pegajoso.
La reducción final se realiza, sustancialmente, por rozamiento, que es el factor
clave de la pulverización fina.
El material pulverizado, luego de pasar por debajo de los rodillos, por efecto de
la fuerza centrífuga es lanzado hacia la periferia de la pista de molienda por
donde se derrama. A continuación el material es recogido por la corriente
ascendente de gas es (aire), que penetra en la cámara de molienda por una
corona de álabes y que circula a gran velocidad, de modo que las partículas
finas son arrastradas hacia el clasificador. La aspiración se realiza mediante un
ventilador de forma que todo el circuito trabaja en depresión.
Las partículas gruesas, que no son capaces de ser arrastradas por la corriente
de gas, caen a través del anillo de toberas a un anillo de descarga, que gira
con el plato de molienda y llega por una resbaladera de evacuación lateral a un
medio de transporte, por ejemplo, un elevador de cangilones, que lo devuelve
al molino con o sin separación intermedia. La velocidad del gas en el anillo de
toberas se ajusta de manera que no todo el material que cae del plato sea
arrastrado por la corriente de gas al separador. Este es el efecto de
clasificación preliminar, que se distingue de la separación final que se cumple
en el clasificador situado en lo alto de la caja del molino.
45
Figura 3.6: Flujo de material dentro del molino
Fuente: Mischorr, Delgado; 2009.
El material que es arrastrado por la corriente de gas va hacia el separador
situado directamente encima del recinto de molienda, donde se clasifica. La
clasificación que se produce en el separador consta en dos etapas, el flujo de
material llega a los álabes fijos del separador, los cuales guían el flujo y a su
vez rechazan las partículas gruesas, eso dependerá de la velocidad del flujo de
gases y de la masa de las partículas. Seguidamente las partículas finas
ingresan a los álabes del rotor donde se produce la última clasificación, allí las
partículas medianas son más lentas que las partículas pequeñas y toman más
tiempo para pasar los álabes del rotor que está girando a una velocidad
determinada, por lo tanto las partículas medianas serán expulsadas por el
golpe directo con los álabes. En la figura 3.7 se observa en amarillo los álabes
fijos y en rojo el rotor con su juego de álabes móviles.
46
Figura 3.7: Álabes de un clasificador dinámico
Fuente: Pfeiffer; 2005.
Las partículas mayores separadas por el clasificador vuelven a la pista de
molienda y las finas van con la corriente de aire de donde son separadas
mediante ciclones o filtros.
47
Figura 3.8: Proceso típico de un molino vertical
Fuente: Keyssner, Abraham; 2005.
48
Como el transporte neumático exige una cantidad considerable de gases y
como además estos están en íntimo contacto con el material pulverizado, los
molinos verticales de rodillos resultan especialmente adecuados para la
molienda conjunta con el secado.
Debido al corto tiempo de permanencia del material de alimentación en la
cámara de molienda, comparado con el que se da en los molinos tubulares, el
lecho de material se mantiene sustancialmente libre de partículas finas que no
exigen una molienda posterior, cargando sin necesidad el molino y con
tendencia a la formación de aglomeraciones indeseables.
El lecho de material debe poseer una estabilidad suficiente para no ser
desplazado por los cuerpos moledores (adecuado rozamiento entre el material
y la pista), con lo cual la acción desmenuzadora sería muy pequeña, además
es necesario que se desarrolle una fuerza de rozamiento suficiente entre el
lecho de material y los cuerpos moledores, para que estos rueden sobre el
lecho y no tan solo deslicen.
Puede suceder que funcionando el molino en condiciones estables, cambie
bruscamente la distribución granulométrica del material de alimentación, por
ejemplo, por efecto de la segregación del material contenido en la tolva de
alimentación durante su vaciado, recibiendo entonces el molino tan solo
material fino, con lo cual se altera temporalmente el lecho de material, con
perjuicio de su estabilidad.
Parte del material es rechazado y por ello se reduce el espesor del lecho y si
no se varía la presión que ejercen los elementos moledores, aumenta la
49
presión específica sobre el material, pudiendo suceder que los elementos
moledores "pinchen al lecho" y de ello resulta un traqueteo en su rodadura.
El anillo de contención que bordea el perímetro de la pista de molienda sirve
para mantener el espesor del lecho de material dándole la estabilidad
necesaria. En las maquinas grandes la presión sobre los elementos moledores
se aplica reumáticamente, variando según las condiciones que presente el
material.
Para lograr una adecuada capacidad de agarre por parte de los rodillos, con el
mayor margen que sea posible, dentro de la variabilidad que puede presentar
la alimentación (distribución granulométrica, contenido de humedad,
molturabilidad, etc.), las medidas que han propuesto los constructores incluyen
la utilización de rodillos y pistas de molienda con perfiles salientes a modo de
crestas, o bien utilizar las juntas de los segmentos, que forman las pistas, para
intercalarles dichos salientes. Otra posibilidad ensayada es la de emplear
segmentos alternados con diferencias en sus resistencias al desgaste o dar a
los rodillos una superficie corrugada aplicando líneas de electrodos especiales
de alta resistencia a la abrasión.
En la molienda de materiales blandos, como por ejemplo, la marga, la adición
de caliza dura, alta en cal, no tan solo sirve para corregir la composición del
crudo, sino que se ha probado que mejora la marcha de los molinos de rodillos
en lo que se refiere a su rendimiento y normalidad de funcionamiento. Es
preferible que las partículas de caliza sean lo mayores posibles dentro de los
límites que pueda aceptar el molino.
50
Su efecto beneficioso, en un lecho formado por gran cantidad de partículas
finas y blandas, estriba en su actuación como "manchas duras" puntuales con
mayor resistencia al paso de los rodillos, provocando un ligero levantamiento
de los mismos. Los rodillos cuando se enfrentan con un lecho de partículas
muy finas, que les exige un mayor trabajo para el desmenuzamiento,
retroceden sobre el lecho de molienda. Entonces la presencia de las "manchas
duras" facilita una extensiva redistribución espacial de las partículas del lecho
de material, facilita una mayor eficacia en la pulverización fina.
3.6 Clasificación de molinos verticales
El principio de funcionamiento y las partes de los molinos verticales varían de
acuerdo al fabricante, se van a describir los más importantes y usados en la
industria del cemento.
3.6.1 Molino de anillos de bolas: Molino PETERS
Según Duda, (1977), la industria del cemento utiliza los molinos Peters
(también denominados molinos Fuller-Peters) principalmente para la
molienda de carbón, en donde éste no se ha sustituido por petróleo.
Este molino se parece en su estructura a un rodamiento axial. El
material a moler se encuentra en una pista en forma de artesa horizontal
donde se muele mediante bolas. Las bolas son presionadas por un anillo
de presión accionado por un muelle, sobre el material. Después de
caducar la licencia de Fuller, Claudius Peters siguió desarrollando el
molino y lo introdujo en el mercado bajo el nombre de Molino PETERS.
En esencia, este molino consta del recinto de molienda, separador por
aire y reductor del accionamiento. En el recinto de molienda gira el anillo
51
de molienda inferior, mientras que el superior es estacionario. Mediante
muelles regulables, el anillo superior comprime las bolas de molienda
que ruedan unas en contacto con las otras, dispuestas entre ambos
anillos, como en un cojinete de bolas.
El material se introduce o desde arriba y por el centro, atravesando el
separador de aire del molino o lateralmente a través de la carcasa del
recinto de molienda y llega por acción centrífuga a las bolas de
molienda. El material molido sale a la periferia del dispositivo moledor y
una corriente de aire vertical lo capta y transporta al separador por aire.
Las partes gruesas separadas retornan, por su peso, a la zona de
molienda, mientras que los finos abandonan el molino con el aire.
El material de alimentación húmedo puede secarse intensivamente
dentro del molino por medio de aire o gases inertes a alta temperatura.
Según los datos de los fabricantes del molino es posible utilizar gases
con temperaturas, a la entrada del molino, de 600 °C.
El molino Peters tipo EM está dotado con bolas de molienda huecas, de
acero fundido de muy alta resistencia al desgaste. El diámetro de las
bolas llega hasta los 500 mm, según el tamaño del molino.
El molino no tiene rodamientos antifricción. Esta ventaja conlleva otra
desventaja, la de una marcha un poco brusca. Mientras las bolas suelen
trabajar de forma amortiguada en el lecho, teniendo por arriba siempre el
contacto con el anillo de presión. Las bolas que trabajan sin jaula se
topan entre ellas esporádicamente en su trayecto horizontal (por tener el
mismo sentido de giro) y tienden subirse entre ellas. Como
52
consecuencia se presentan vibraciones que aumentan con la masa de
las bolas. Esto es una razón de la limitación del tamaño del molino.
Sin aumentar la velocidad de molienda se puede aumentar la
productividad al aumentar el diámetro del molino (plato y carcasa) para
aumentar consecuentemente la cantidad de cuerpos de molienda. Pero
también este método tiene sus límites, porque al hacerse muy grande el
diámetro de la carcasa, el gas que ayuda normalmente a elevar el
material ya no le dará flotabilidad. Se puede conseguir mejor quizás con
carbón, ya que el carbón tiene menos peso específico que la mayoría de
los otros minerales a ser molidos.
Cuando los elementos de molienda se desgastan se pueden abrir unas
puertas grandes en el molino, cambiando las partes (bolas y anillo o
plato de molienda) mediante unos dispositivos auxiliares sin tomar
ninguna otra medida especial. El tiempo de servicio de las partes de
molienda (horas de servicio) es muy largo.
53
Figura 3.9: Molino Vertical PETERS
Fuente: Duda, 1977.
3.6.2 Molinos con rodillos abombados: MOLINOS MPS o PFEIFFER
Reichardt (2010), indica que la estructura del molino MPS es,
esencialmente, igual a los otros molinos de rodadura o de rodillos. Sin
embargo, el molino MPS tiene tres rodillos fijos, con la ranura guía en la
pista de molienda, en lugar de dos que giran sobre una solera rotatoria.
La presión de los rodillos se hace mediante un bastidor de presión,
indirectamente por medio de unidades de presión que se encuentran
móviles debajo del bastidor. De este modo se evitan los puntos críticos
de desgaste
En molinos pequeños se obtiene la fuerza de molienda por un anillo de
presión y muelles, que están instalados en un bastidor de presión
54
acoplado directamente con tensores que producen la fuerza de
molienda. El pretensado y la amortiguación son hidroneumáticos. El
bastidor de presión es guiado en la parte superior de la carcasa del
molino que tiene forma hexagonal o cilíndrica. Estas guías permiten el
movimiento vertical. Para fijar localmente el sistema de tres rodillos del
molino, se crea una sección de giro amortiguado mediante tensores de
inclinaciones variables.
Para el cambio de los rodillos se utiliza el sistema «lift and swing». El
bastidor de presión se eleva con los tensores para mantener el asiento
estable en los tres puntos. Los rodillos pueden desmontarse mediante
brazos pivotantes. En el caso de tratarse de rodillos grandes se fabrican
las camisas en segmentos. Los segmentos pueden hacerse de una
fundición resistente sin que las tensiones por temperaturas puedan
causar roturas.
Para el arranque del molino se utiliza un accionamiento auxiliar. Con su
ayuda y velocidades muy bajas del plato de molienda se suaviza el lecho
de molienda, antes de poner en marcha el motor principal, acelerando el
plato hasta llegar a las revoluciones nominales.
El molino en la práctica no suele vaciarse por completo. Por tanto para el
arranque siempre existe ya un colchón de molienda. Además puede
reducirse el pretensado de los muelles de los rodillos durante el
arranque del molino. El motor auxiliar se utilizará para la inspección de
los rodillos y la pista.
55
El movimiento vertical del rodillo tiene poco efecto en los otros rodillos,
ya que todos los rodillos están trabajando sobre la pista de molienda por
medio del mismo bastidor de presión.
En este molino el secado del producto que se está moliendo se basa en
el principio de la corriente de aire.
Los gases de secado entran en la carcasa que envuelve al molino a
través de un anillo de toberas, secan el material y lo transportan
simultáneamente hacia arriba, hasta el separador por aire. Los cuerpos
extraños tienen la posibilidad de caer por el anillo de toberas y de ser
retirados de allí.
La aplicación más extensa del molino MPS es en la molienda de carbón
tanto para la industria del cemento como para las centrales térmicas.
56
Figura 3.10: Molino Vertical PFEIFFER
Fuente: Pfeiffer; 2005.
3.6.3 Molino vertical POLYSIUS
Duda, (1977) menciona que el molino consta de cuatro rodillos. El diseño
mecánico está caracterizado por las dos parejas de rodillos y cada par
está asignado a un soporte de rodillos fijo. Los ejes en los que van
montado los rodillos sobre rodamientos son fijados a los soportes de
rodillos.
Los rodillos de molienda tienen una forma semiesférica, que en unión
con las dos ranuras de molienda en la pista permiten crear un lecho de
57
molienda estable, garantizando de este modo una marcha tranquila del
molino, siendo esto muy importante.
Dos de estas unidades se encuentran paralelas una a otra en el plato de
molienda. Los pernos en ambos lados del soporte de rodillos guían las
parejas de rodillos en la carcasa de las consolas de guía. La guía
permite los movimientos verticales y el volteo de la unidad por su eje de
rodillo horizontal. De este modo se compensan los distintos espesores
del lecho de molienda del rodillo interior al exterior y ambos rodillos se
encuentran siempre en contacto. Por los pernos se limita el juego
tangencial en la carcasa por medio de las consolas de guía.
La carcasa soporta el empuje tangencial, el cual hace efecto sobre las
parejas de rodillos por medio del giro del plato. La unidad de soportes de
rodillos y pareja de rodillos se saca del lecho de molienda mediante
vástagos hidráulicos.
Cuando un molino gira en vacío, por ejemplo para hacer mantenimiento,
puede haber un contacto metálico entre los rodillos y el plato de
molienda. En el arranque el molino trabaja con menos carga al reducir la
presión de trabajo en el sistema hidráulico. En el caso de molinos
grandes de crudo se suele trabajar con accionamientos auxiliares, los
cuales son usados para iniciar suavemente el lecho de molienda con
pequeñas velocidades de molienda, antes de arrancar con el motor
principal. Además, suelen ser útiles para los trabajos de mantenimiento.
Durante la regulación del sistema hidráulico o sea, el ajuste del empuje
vertical de los rodillos, los rodillos (por pares) se apoyan entre sí, ya que
58
la unidad se puede voltear para adaptarse al lecho de molienda. No hay
influencia de los pares entre si y cada par de rodillos se ajusta por sí
solo.
El rodillo interior o sea, el que se encuentra más cerca del centro del
molino, se mueve mucho más lento que el rodillo exterior. Por tanto el
rodillo interior se desgasta menos que el exterior. La velocidad relativa
de ambos rodillos en comparación a la pista es muy poca.
Para cambiar el rodillo se tiene que evacuar completamente, de la
carcasa del molino la unidad de soporte de rodillo y pareja de rodillos
mediante un polipasto suspendido. Esto requiere aparte del molino un
área de montaje de casi la base del molino, para el caso de realizar los
trabajos de mantenimiento.
El material corre por un dispositivo de entrada dispuesto sobre el disco
de molienda. El plato o disco rotatorio pone en movimiento dos rodillos
dobles o cilindros dobles, es decir cuatro rodillos. Los pares de rodillos
tienen libre movimiento y se acomodan individualmente a la velocidad de
la solera de molienda, así como a la altura del lecho del material que se
está moliendo. Esto produce un contacto permanente de los rodillos con
el material. La presión de molienda se transmite a los rodillos por un
dispositivo hidroneumático. El material molido rebosa por los bordes del
plato de molienda, de donde es conducido hacia arriba mediante un
anillo de toberas para gases, hasta el separador por aire.
El material que éste ha separado cae por el centro sobre el disco
rotatorio de molienda, mientras que los finos quedan depositados en un
59
filtro electrostático dispuesto a continuación. Si no hay suficiente
cantidad de gas, las partes gruesas no son arrastradas y caen a través
del anillo de toberas, en donde las recoge un elevador y las incorpora al
material de alimentación. Esto tiene la ventaja de que, dado el tipo de
construcción del molino de rodadura, también se puede trabajar con
pequeñas cantidades de gases y con velocidades correspondientemente
pequeñas en las toberas.
Figura 3.11: Molino Vertical POLYSIUS
Fuente: Mischorr, Delgado; 2009.
60
3.6.4 Molino vertical ATOX: FLS
Brugan (2009), indica que en términos generales este molino es una
variante del molino MPS. El soporte triangular del molino ATOX no tiene
un pivote giratorio, al contrario que los molinos MPS. Solamente fija los
ejes de los rodillos que se encuentran horizontales, pero girados 120° y
guía los tres rodillos cilíndricos. Los ejes atraviesan a los rodillos en
ambos lados, terminando en un manguito. Esta unidad fija de tres
rodillos en forma de estrella, descansa sobre un apoyo estáticamente
definido sobre tres puntos, sobre la pista horizontal del plato.
La pista horizontal permite, igual que en el molino LOESCHE, usar
rodillos muy grandes sobre el plato de molienda. En el molino ATOX no
fue necesaria una forma esférica de los rodillos, como lo pide el molino
MPS por su apriete articulado superior hacia la ranura guía en la ranura
de la pista de molienda. El sistema rígido de tres puntos permite más
bien la realización de un contacto lineal de cada rodillo con la pista de
molienda.
La unidad de tres rodillos está fijada en el cubículo de la molienda. Los
rodillos giran sobre su propio eje, pero no alrededor del centro del plato.
Para el soporte del par de giro contra la carcasa del molino se utilizan
unas barras de soporte horizontales que se encuentran ancladas
tangencialmente a ella. Se encuentran además fijados a las piezas de
conexión de tos ejes de los rodillos que sobrepasan la carcasa.
En los tres muñones del eje se fijan también las barras de tracción
apuntando hacia abajo, diagonalmente, formando parte del sistema
61
hidráulico, con cuya ayuda se guía la unidad de tres rodillos hacia el
lecho de molienda.
Para el arranque del molino puede elevarse unos centímetros, por su
unión rígida del soporte central triangular con los tres rodillos, toda la
unidad de rodillos al invertir la presión hidráulica en los cilindros del
sistema hidroneumático. Por tanto, no hace falta el accionamiento
auxiliar.
El movimiento vertical del rodillo cuando pasa sobre el lecho de
molienda afecta a los dos restantes rodillos.
Al estar los tres rodillos unidos rígidamente entre sí, se vuelca la unidad
de molienda sobre la línea de unión de los puntos de apoyo de dos de
los rodillos, si se eleva el tercero.
Los rodillos ATOX trabajan sin balancín ni piezas de presión, lo cual
significa menos peso del molino y por tanto menos costos de producción
del mismo. Los rodillos, sin embargo, no pueden ajustarse
individualmente sobre el lecho de molienda. Por tanto, es difícil equilibrar
el desgaste por todo el ancho del rodillo.
Al aumentar el tamaño del molino aumenta también la masa de los
rodillos. Hay que observar que las fuerzas dinámicas resultantes del
movimiento vertical no se originan por un solo rodillo, sino, debido al
sistema rígido de los tres rodillos, como resultado de la masa
combinada.
Para mayor facilidad de desmontaje se segmentan las camisas de los
rodillos. El dispositivo de elevación hidráulico para la unidad de rodillos
62
puede utilizarse también como ayuda, para soportar el sistema estático
de los tres rodillos.
Figura 3.12: Molino Vertical ATOX
Fuente: Brugan, 2009.
3.6.5 Molino vertical LOESCHE
Keyssner, Abraham (2005), mencionan que en un molino Loesche el
material a moler se alimenta centralmente por el separador que se
encuentra sobre el molino o lateralmente, sobre el plato giratorio. El
63
material alimentado es triturado por los rodillos y mediante fuerzas
provenientes del sistema hidroneumático. Al rozar los rodillos de
molienda con el lecho sobre el plato, balancines y vástagos del sistema
se elevan por acción de los cilindros hidráulicos. El aceite de los
depósitos hidráulicos de la parte superior es eliminado en el acumulador
hidráulico lleno de gas.
El material molido se transporta mediante las fuerzas centrífugas a la
parte superior de la corona de álabes, que rodea el plato, donde es
recogido por la corriente de gas caliente para ser transportado hasta el
separador.
Por el íntimo contacto con el gas caliente, se evapora espontáneamente
el agua del material, lo cual crea ya en la zona de molienda la
temperatura de salida de 70 °C hasta 130 °C. Para casos especiales se
han trabajado también con hasta 150° C de temperatura de salida.
El material grueso es rechazado por el separador según la finura
programada y cae al circuito de rechazo para llegar nuevamente al plato
de molienda y ser molido. El material molido pasa el separador.
El molino es accionado por un motor eléctrico con un reductor especial.
Un cojinete axial segmentado en el reductor absorbe las fuerzas de los
rodillos.
El cambio de las piezas de molienda es bastante simple. El soporte de
los rodillos de los balancines está preparado para ello y permite la
integración del dispositivo de volteo mediante el acoplamiento de un
64
cilindro auxiliar al balancín. Se puede voltear completamente la unidad
balancín y rodillo de la carcasa del molino.
El arranque de un molino lleno puede realizarse con los rodillos
hidráulicamente elevados del lecho. El molino suele arrancar con aprox.
el 40 % de la capacidad nominal. No necesita ni motor de arranque con
mayor momento de arranque ni accionamiento auxiliar.
El contacto metálico de los rodillos con la pista se elimina o por
amortiguadores mecánicos o por programación electrónica. Una ventaja
que es posible por el control de rodillos individual en balancines. El
sistema de módulos permite la construcción de molinos con 2, 3 o 4
rodillos, manteniendo siempre la unidad ya descrita.
Los molinos Loesche normalmente tienen 4 rodillos para la producción
de cemento y carbón y 6 rodillos para la producción de crudo, estos
rodillos típicamente se denominan M y S según la función que van a
cumplir, los rodillos S compactan el material y forman el lecho de
molienda mientras que los rodillos M realizan la operación de molienda
en sí; se denominan de esta forma:
LM XX Y + Z
Dónde:
LM representa a las siglas en inglés para Molino Loesche.
XX representa el diámetro de la mesa de molienda expresado en
decímetros.
Y representa el número de rodillos M.
Z representa el número de rodillos S.
65
Figura 3.13: Molino Vertical LOESCHE
Fuente: Mischorr, Delgado, 2009.
3.7 Equipos auxiliares de un molino vertical
Se denominan equipos auxiliares a las máquinas que conforman el suministro
de materias primas hacia el molino, la salida del producto terminado y la
captación de polvos. La siguiente figura muestra los equipos en mención de un
proceso de molienda vertical.
66
Figura 3.14: Equipos auxiliares de un molino vertical
Fuente: Mischorr, 2010.
3.7.1 Fajas transportadoras
Según Labahn (1985), las cintas transportadoras sirven para el
desplazamiento de materiales a granel cuando se hallan fragmentados o
pulverizados, pudiéndose efectuar el transporte en sentido horizontal o
inclinado, es decir en dirección ascendente o descendente según una
rampa.
Como elementos para esta clase de transporte se utilizan cintas echas
de caucho o de otros materiales flexibles.
67
La cinta transportadora va montada en forma de correa sin fin sobre dos
tambores de cambio de dirección situados en los extremos; uno de ellos
es motor y produce el accionamiento y el otro sirve únicamente como
tensor. El ramal superior de la cinta puede ser guiado en forma plana o
en forma cóncava; el inferior o de retorno es conducido en forma plana.
Los rodillos de apoyo que conducen el ramal superior suelen estar
separados a un metro de distancia unos de otros; los que guían el ramal
inferior están más separados; por lo menos el doble.
La alimentación de las cintas transportadoras puede efectuarse en el
punto que se desee y en cantidades limitadas únicamente por la
capacidad de transporte de la cinta. El vertido del material puede
hacerse por encima del rodillo terminal o en el punto que se desee por
medio de deflectores u otro sistema. Los deflectores no pueden utilizarse
con cintas cóncavas.
Figura 3.15: Componentes estructurales de una faja transportadora
Fuente: Labahn, 1985.
68
3.7.2 Elevadores de cangilones
Labahn (1985), indica que sirven para la elevación de materiales
fragmentados o pulverizados que deban trasladarse verticalmente.
Los cangilones van fijos en las cadenas sin fin, conducidas por dos
tambores, uno superior motor y otro inferior tensor.
El tambor inferior rueda en una tolva, de la cual los cangilones recogen
el material a elevar. Estos últimos elevan el material y lo vuelcan al
invertir su posición cuando pasan por encima del tambor superior,
vertiéndolo en una tolva o canal. Este movimiento de volcado supone
una determinada velocidad, que normalmente es de 1m/s. El conjunto
del elevador de cangilones está suspendido y gira generalmente dentro
de una carcasa, para evitar el polvo y las pérdidas de material.
Figura 3.16: Componentes estructurales de un elevador de cangilones
Fuente: Labahn, 1985.
69
3.7.3 Canaletas aerodeslizantes
Labahn (1985), menciona que el transportador aerodeslizador se
compone de conductos rígidos de sección cuadrada, rectangular o
circular, divididos en dos partes en el sentido de su longitud por un
diafragma permeable de aire. La parte superior sirve para el transporte
de los materiales y la parte inferior para insuflar aire. Generalmente la
primera ocupa 2/3 de la sección total. Los aerodeslizadores sirven para
transportar materiales reducidos al estado de polvo y al estado de arena
hacia un cierto tamaño. El aire soplado bajo el diafragma permeable
pasa a través de este a la parte superior, agita el material y lo transporta
en la dirección de la corriente de aire. No es necesaria una sobrepresión
en la canalización de transporte, y el aire soplado deberá ser aspirado a
través de un captador de polvo.
Figura 3.17: Componentes estructurales de un aerodeslizador
Fuente: Brugan, 2009.
70
3.7.4 Balanzas dosificadoras
Krist (2009), indica que una balanza dosificadora es una faja que recibe
el material suministrado, lo pesa mediante unas celdas de carga y
dosifica la cantidad de material que es requerida para el proceso
mediante un controlador electrónico de manera constante. Los
componentes mecánicos son los mismos instalados en una faja
transportadora.
Figura 3.18: Componentes estructurales de una balanza dosificadora
Fuente: Krist, 2009.
3.7.5 Válvulas rotativas
Labahn (1985), indica que una válvula rotativa es un equipo robusto, con
el fin de descargar de forma dosificada el material partículas y/o
granulados hacia un elemento de transporte.
El material que se descarga en el cuerpo y la válvula se mueve a través
de un rotor en un movimiento cíclico de producción continua con paletas
rotativas, proporcionando un flujo regular de material con un grado de
71
llenado máximo de alrededor del 30%. El rotor / eje es accionado por un
motor reductor.
Figura 3.19: Componentes estructurales de una válvula rotativa
Fuente: Adaptado de Labahn, 1985.
3.7.6 Ventilador de tiro inducido
Labahn (1985), indica que se denomina tiro a la presión existente dentro
de un recinto con respecto a la presión atmosférica, estos pueden ser
tiros positivos, negativos y equilibrados.
Los ventiladores de tiro inducido están ubicados posteriores a los filtros
de mangas, desde donde aspiran el aire provocando, en función de la
potencia, el grado de vacío del recinto.
En los ventiladores se comunica energía al gas trasegado mediante el
impulsor o rodete, con lo cual se crea una diferencia de presión y se
72
produce la corriente de gas, se utilizan ventiladores cuando se requiere
vencer presiones entre 0 y 37 mbar.
Los ventiladores pueden ser axiales o centrífugos, estos últimos son los
más usados en los procesos industriales para producir tiro negativo a
grandes caudales.
En el ventilador centrífugo, el aire ingresa en dirección paralela al eje del
rotor, por la boca de aspiración, y la descarga se realiza tangencialmente
al rotor, es decir que el aire cambia de dirección 90 °; este tipo de
ventiladores desarrolla presiones altas alcanzando hasta 150 mbar.
Un ventilador centrífugo consta en esencia de un motor de
accionamiento, generalmente eléctrico, con los dispositivos de control
propios de los mismos: arranque, regulación de velocidad, conmutación
de polaridad, etc. y un propulsor giratorio en contacto con el aire, al que
le transmite energía.
73
Figura 3.20: Componentes estructurales de un ventilador centrífugo
Fuente: Labahn, 1985.
3.7.7 Filtros de mangas pulse jet
Duda (1977), menciona que el filtro de polvo Pulse Jet, es un dispositivo
que recibe una atmósfera cargada de polvo, para filtrarlo, recogiendo el
polvo y descargando aire limpio.
El aire sucio entra por el lado de la tolva y golpea contra el deflector, de
modo que todo el material (polvo), baja su velocidad y parte de él y cae
directamente dentro de la tolva.
Continuando su ascenso, el aire se topa y rodea a las bolsas tubulares
apoyadas internamente mediante jaulas de alambre, pasa a través de
74
las bolsas y se eleva en el interior de las mismas hasta un
compartimento de aire limpio común del que es descargado.
Este filtro es por lo general de una sola cámara, salvo en los sistemas de
producción continua en donde se contempla divisiones completas dentro
de los filtros; esto para tener la posibilidad de realizar mantenimiento a
los mismos.
El sistema de limpieza de las mangas es por medio de un chorro de aire
a gran velocidad que ingresa a la bolsa, ocasionando una expansión de
la misma; haciendo que el material caiga en la tolva de recuperación y
sea evacuado.
La limpieza de la mangas se realizan fila por fila. Para ello existe un tubo
(flauta) que posee pequeños agujeros, de número igual al de mangas
filtrantes ubicados en fila y ubicados en el medio de las mismas.
Esta flauta está separada de un pulmón de aire por una válvula de
diafragma. Cada fila de mangas cuenta con su respectiva flauta y su
respectiva válvula de diafragma.
El aire que sale de agujero de la flauta hacia el interior de la manga es
acelerado gracias a un Venturi ubicado en la manga filtrante.
El ciclo de limpieza puede estar controlado por un temporizador y/o por
un instrumento que mide la presión diferencial (Photohelic).
Para mangas filtrantes normales, se recomienda que la presión
diferencial llegue de 3” a 6” de agua; en el caso de mangas tipo
membrana (de papel) la presión deberá ser de 2” a 4” de agua.
75
Figura 3.21: Componentes estructurales de un filtro de mangas pulse jet
Fuente: Duda, 1977.
3.7.8 Compresor de tornillo de dos etapas
La función de un compresor es aspirar aire de la atmósfera y elevar su
presión.
El compresor de tornillo se clasifica como un compresor rotativo de
desplazamiento positivo, en este equipo la compresión del aire es
continua. Constan de dos rotores llamados primario y secundario, que
montados en ambos extremos sobre rodamientos, aseguran su exacta
posición al interior del compresor.
76
El rotor primario de cuarto lóbulos o helicoides, es accionado
directamente por el motor eléctrico y gira a la misma velocidad que este.
Mediante un sistema de rodamientos, el rotor primario transmite el
movimiento al rotor secundario, que tiene seis lóbulos o helicoides y es
del mismo diámetro, pero gira a menor velocidad y en sentido contrario;
entre los dos rotores existe una separación muy pequeña.
Al girar ambos rotores dentro de la cavidad del compresor y debido a
esta pequeña separación, se producen las aberturas de espacios en la
zona de aspiración que con el giro van disminuyendo, con lo que el aire
se traslada y comprime hacia el otro extremo de los rotores, donde se
produce la descarga.
Estos compresores llevan separadores de aceite, este es inyectado a lo
largo de los husillos para su lubricación y sellado al mismo tiempo, lo
que facilita la compresión del aire.
Figura 3.22: Sistema de un compresor de tornillo de dos etapas
Fuente: Franco, 2006.
77
CAPITULO IV
MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD RCM
4.1 Definiciones de mantenimiento de sistemas
Según Dunn (2005), existe un largo camino para conseguir una comprensión
estandarizada de los términos fundamentales relacionados a la rutina de los
profesionales de mantenimiento; por lo tanto cada autor o institución cuando
presenta algún trabajo o investigación, elige los conceptos más utilizados en su
medio ambiente.
Los siguientes conceptos analizan la definición del mantenimiento de sistemas:
Según Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), el mantenimiento se define como la
combinación de actividades mediante las cuales un equipo o un sistema se
mantienen en, o se restablece a, un estado en el que puede realizar las
funciones designadas. Es un factor importante en la calidad de los productos y
puede utilizarse como una estrategia para una competencia exitosa.
Conforme con Díaz, Quimbiurco (2008), se define al mantenimiento como un
conjunto de actividades físicas emprendidas sobre una organización que se
realizan sobre un activo (planta, equipamiento, edificaciones), para asegurar
que continúe desempeñando las funciones que se esperan de él, dentro de su
contexto operacional.
78
Según Martínez (2007), el mantenimiento industrial, es una actividad dirigida a
conservar los equipos e instalaciones en condiciones óptimas de
funcionamiento, durante un periodo predeterminado y al menor costo,
contribuyendo así a lograr los objetivos de la organización y brindando
satisfacción a las expectativas de las partes interesadas, es decir: los dueños
de la empresa, sus empleados, clientes y proveedores, así como de la
sociedad donde la organización desarrolla sus actividades productivas.
El Diccionario en línea de la Real Academia Española de la Lengua 22 edición
(2001), define el mantenimiento como “el conjunto de operaciones y cuidados
necesarios, para que instalaciones, edificios, industrias, puedan seguir
funcionando adecuadamente”.
Una de las mejores definiciones del mantenimiento fue presentada por Gits
(1992) y fue la siguiente proposición:
El proceso principal en una organización industrial es la producción, en la cual
sus insumos (materiales, energía, potencial humano), se transforman en
salidas (producto terminado). Este proceso de transformación utiliza un sistema
técnico.
Un sistema técnico es un conjunto de elementos físicos que cumplen una
función específica. El estado del sistema técnico es la habilidad física
considerada relevante para el cumplimiento de su función. Este estado puede
ser alterado por causas externas, envejecimiento y uso, que conduzcan
inevitablemente a salidas de producción secundarias que demande
mantenimiento.
79
El mantenimiento es la suma de actividades necesarias para mantener
sistemas y restaurarlos en el estado necesario para realizar la función de
producción. (Figura 4.1).
Figura 4.1: Relación entre el proceso de producción y el mantenimiento
Fuente: Luiz, 2003.
Para que el proceso de mantenimiento pueda apoyar, preservar y en última
instancia, perfeccionar las metas organizacionales, es necesario aplicar
correctamente las técnicas y medidas administrativas, lo que implica el uso de
conocimientos técnicos, administrativos, organizacionales y especialmente del
negocio.
4.2 Generaciones del mantenimiento
Hasta la década de 1980 la industria de la mayoría de los países occidentales
tenía un objetivo bien definido: Obtener el máximo de rentabilidad para una
inversión dada.
SALIDAS ENTRADAS PROCESO DE
PRODUCCION
DEMANDA DE
MANTENIMIENTO
PROCESO DE
MANTENIMIENTO
CAPACIDAD DE
PRODUCCION
80
Con la penetración de la industria oriental en el mercado occidental, el
consumidor pasó a ser considerado un elemento importante en las
adquisiciones, o sea, exigir la calidad de los productos y los servicios
suministrados, y esta demanda hizo que las empresas considerasen este factor
calidad como una necesidad para mantenerse competitivas, especialmente en
el mercado internacional. Esta exigencia no se debe atribuir exclusivamente a
los asiáticos, ya que en 1975 la Organización de las Naciones Unidas definía a
la actividad final de cualquier entidad organizada como los esfuerzos conjuntos
de las operaciones y el mantenimiento, donde al segundo término le pueden
ser atribuidas las siguientes responsabilidades:
Reducción del tiempo de paralización de los equipos que afectan
la operación.
Reparación, en tiempo oportuno, de los daños que reducen el
potencial de ejecución de los servicios;
Garantía de funcionamiento de las instalaciones, de manera que
los productos o servicios satisfagan criterios establecidos por el
control de la calidad y estándares preestablecidos.
Moubray (2004), distingue cuatro generaciones diferentes de mantenimiento.
Cada una de las cuales representa las mejores prácticas utilizadas en una
época determinada; la primera generación cubre el periodo entre 1930 y la
segunda guerra mundial.
Con la llegada de la primera guerra mundial y con la implantación de la
producción en serie, instituida por Ford, las fábricas pasaron a establecer
81
programas mínimos de producción y como consecuencia de esto, sintieron la
necesidad de formar equipos que pudiesen efectuar reparaciones en máquinas
en servicio en el menor tiempo posible.
En esta época la industria estaba poco mecanizada y por lo tanto los tiempos
fuera de servicio no eran críticos, lo que llevaba a no dedicar esfuerzos en la
prevención de los fallos de los equipos.
Además al ser maquinaria muy simple y normalmente sobredimensionada, los
equipos eran muy fiables y fáciles de reparar, por lo que no se hacían
revisiones sistemáticas salvo las rutinarias de limpieza y lubricación. El único
mantenimiento que se realizaba era el de reparar cuando se averíe, es decir,
mantenimiento correctivo.
La segunda generación se inicia desde la segunda guerra mundial, la cual
provocó un fuerte aumento en la demanda de toda clase de bienes. Este
cambio unido al acusado descenso en la oferta de mano de obra que causo la
guerra, acelero el proceso de mecanización de la industria.
En la década de 1930, cuando, en función de la necesidad de aumentar la
rapidez de producción, la alta administración pasó a preocuparse, no
solamente de corregir fallas sino también de evitar que las mismas ocurriesen,
razón por la cual el personal técnico de mantenimiento pasó a desarrollar el
proceso de prevención de averías que, juntamente con la corrección,
completaban el cuadro general de mantenimiento, formando una estructura tan
importante como la de operación.
82
Alrededor del año 1950, con el desarrollo de la industria para satisfacer los
esfuerzos de la posguerra, la evolución de la aviación comercial y de la
industria electrónica, los gerentes de mantenimiento observaron que, en
muchos casos, el tiempo empleado para diagnosticar las fallas era mayor que
el tiempo empleado en la ejecución de la reparación (Tabla 4.1), y
seleccionaron grupos de especialistas para conformar un órgano asesor que se
llamó ingeniería de mantenimiento y recibió las funciones de planificar y
controlar el mantenimiento preventivo analizando causas y efectos de las
averías con el objeto de controlar el aumento de los costos de mantenimiento y
planificar las revisiones a intervalos fijos.
Tabla 4.1: Tiempos de diagnóstico y reparación según su naturaleza
NATURALEZA DIAGNOSTICO REPARACION
MECANICO 10% 90%
HIDRAULICO 20% 80%
ELECTRICO 60% 40%
ELECTRONICO 90% 10%
Fuente: Piedra, 2005.
La tercera generación se inició a mediados de la década de los 70, cuando se
aceleraron los cambios a raíz del cambio tecnológico y de las nuevas
investigaciones. La mecanización y la automatización siguieron aumentando,
se operaba con volúmenes de producción muy elevados, cobraban mucha
importancia los tiempos de parada debido a los costos por pérdidas de
producción.
83
La Ingeniería de mantenimiento pasó a desarrollar criterios de predicción o
previsión de fallas, con el objetivo de optimizar el desempeño de los grupos de
ejecución del mantenimiento. Esos criterios, conocidos como mantenimiento
predictivo o previsivo, fueron asociados a métodos de planificación y control de
mantenimiento automatizados, reduciendo las tareas burocráticas de los
ejecutantes del mantenimiento.
Alcanzó mayor complejidad la maquinaria y aumentaba la dependencia de
ellas, se exigían productos y servicios de calidad, considerando aspectos de
seguridad y de medio ambiente consolidándose el desarrollo del mantenimiento
preventivo.
En los últimos años se ha vivido un crecimiento muy grande de nuevos
conceptos de mantenimiento y metodologías aplicadas a la gestión del
mantenimiento.
Hasta finales de la década de los 90, los desarrollos alcanzados en la tercera
generación incluían:
Herramientas de ayuda a la decisión como estudios de riesgo, modos
de fallo y análisis de causas de fallo.
Nuevas técnicas de mantenimiento, como el monitoreo de la
condición.
Equipos de diseño, dando mucha relevancia a la fiabilidad y a la
manutención.
Un cambio muy importante en el pensamiento de la organización
hacia la participación, el trabajo en equipo y la flexibilidad.
84
La cuarta generación se centra en la eliminación de fallos utilizando técnicas
proactivas. Ya no basta con eliminar las consecuencias del fallo, sino que se
debe de encontrar la causa de ese fallo para eliminarlo y evitar así que se
repita.
Asimismo, existe una preocupación creciente en la importancia de la
manutención y fiabilidad de los equipos, de manera que resulta clave tomar en
cuenta estos valores desde la fase del diseño del proyecto.
Otro punto importante es la tendencia a implantar sistemas de mejora continua
de los planes de mantenimiento preventivo y predictivo, de la organización y
ejecución del mantenimiento.
En la figura se muestran las técnicas de mantenimiento usadas en las cuatro
generaciones:
Figura 4.2: Evolución de las técnicas de mantenimiento
Fuente: Moubray, 2004.
85
Estas etapas evolutivas del mantenimiento industrial se caracterizaron por la
reducción de costos y por la garantía de la calidad (a través de la confiabilidad
y la productividad de los equipos) y cumplimiento de los tiempos de ejecución
(a través de la disponibilidad de los equipos).
Los profesionales de mantenimiento pasaron a ser más exigidos, en la atención
adecuada de sus clientes, o sea, los equipos, obras o instalaciones, quedando
claro que las tareas que desempeñan, se manifiestan como impacto directo o
indirecto en el producto o servicio que la empresa ofrece a sus clientes. La
organización corporativa es vista, hoy en día, como una cadena con varios
eslabones donde, evidentemente, el mantenimiento es uno de los de mayor
importancia, en los resultados de la empresa.
El mejoramiento continuo de las prácticas de mantenimiento, así como la
reducción de sus costos, son resultados de la aplicación del ciclo de calidad
total como base, en el proceso gerencial.
4.3 La calidad y su relación con el mantenimiento
A lo largo del tiempo los conceptos de mantenimiento y calidad en las
empresas han ido evolucionando de manera sustancial. El concepto de
mantenimiento ha evolucionado hacia una concepción global, mientras que la
calidad lo ha hecho hacia un concepto de calidad total.
Según Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), el mantenimiento tiene un enlace directo
con la calidad de los productos, el equipo con buen mantenimiento produce
menos desperdicios que el equipo con mantenimiento deficiente.
86
García (2004) y Díaz, Quimbiurco (2008) mencionan que tradicionalmente,
cuando el trabajo que primaba era el artesanal, hablar de calidad era sinónimo
de un trabajo bien hecho, independientemente del esfuerzo o costo invertido
para realizarlo.
Ureña (1998), menciona los cambios que se produjeron después del trabajo
artesanal cuando los artesanos se organizaron en gremios; estos establecen
criterios estrictos para la elaboración de los productos a través de
especificaciones para los materiales de entrada, proceso y artículos
terminados; auditorías de comportamiento de los miembros del gremio y
controles para la exportación.
La revolución industrial, la cual produce una transformación en los gremios que
desemboca en su desaparición, de tal forma que los artesanos pasan a ser
operarios de las nuevas fábricas y se imponen nuevos métodos tales como:
Especificaciones escritas para los materiales, procesos, artículos
terminados y ensayos.
Mediciones, junto con la utilización de los correspondientes
instrumentos de medida y laboratorios de ensayo.
Formas de normalización.
En el siglo XX el comercio presenta un crecimiento explosivo en volumen y
complejidad, tanto en productos como en servicios, las exigencias en calidad
son cada vez más rigurosas, lo cual provoca una búsqueda de nuevas fórmulas
que permitan controlar todos los factores de producción y gestión de la calidad:
87
Ingeniería de calidad que consiste en la aplicación de métodos
estadísticos para el control de la calidad en la fabricación.
Ingeniería de fiabilidad, la cual está basada en la mejora de la
fiabilidad de los modelos y fórmulas, diseños y factores de
seguridad, para conseguir entre otras cosas reducir los
componentes de fabricación.
Las fábricas son sistemas de producción cada vez más complejos y es en ellas
donde surgen los departamentos de calidad, cuya actividad está centrada en la
calidad en sus diferentes etapas de inspección, ensayo, ingeniería de calidad y
de fiabilidad.
Durante la segunda guerra mundial, y debido a la masiva demanda de
productos bélicos, y también de productos no bélicos, tuvieron en muchos
casos que priorizarse los tiempos de entrega de los pedidos frente a la calidad
de los productos.
La necesidad evidente de mejorar la calidad, hace surgir nuevas herramientas
como el control estadístico de la calidad, y asociaciones como la Asociación
Americana para el Control de la Calidad (ASQC) que actualmente ha cambiado
su denominación por Sociedad Americana para la Calidad (ASQ).
Después de la segunda guerra mundial, aparece el desarrollo de la calidad
japonesa, estudian los métodos americanos y revolucionan la gestión de la
calidad a través de las siguientes ideas:
88
Liderazgo de la alta dirección en la revolución de la calidad.
Todos los niveles se someten a la formación en calidad.
Ritmo continuado e innovador.
La mano de obra se integró a través de los círculos de calidad.
En los años 70, los avances tecnológicos consiguen mejoras en los procesos,
sustitución de materiales y automatización facilitando un análisis más rápido y
precisos de los productos.
A comienzos de los 80 la calidad sobrepasa el entorno propio de la fábrica
convirtiéndose en un arma competitiva que abarca desde la concepción inicial
del producto o servicio hasta su posterior utilización por parte del cliente o
consumidor.
Esta última etapa de la evolución de la calidad esa estrechamente ligada al
concepto de mejora continua. El objetivo de la mejora continua es optimizar los
resultados actuando sobre los servicios, productos o procesos que sin poder
ser considerados como deficientes ofrecen una oportunidad de mejora.
En la actualidad, la calidad se ha convertido en un factor estratégico clave, del
que dependen la mayor parte de las organizaciones para mantener su posición
en el mercado o incluso para asegurar su supervivencia.
En la tabla 4.2 se muestra la evolución del concepto de calidad.
89
Tabla 4.2: Evolución del concepto de calidad
Fuente: Moubray, 2004.
4.4 Impacto del mantenimiento en la productividad y los costos
Díaz, Quimbiurco (2008), indican que la productividad es un concepto muy
recurrente en los campos de la industria, economía y negocios en general. Una
preocupación característica de la sociedad actual es el aseguramiento de la
calidad, la productividad y la disminución de costos en las industrias. La
productividad es un reto que quiere alcanzar cualquier empresa para poder
tener una posición competitiva sostenida en el mercado nacional e
internacional.
La productividad ha sido definida tradicionalmente como la relación que existe
entre las entradas y las salidas en el proceso de transformación. Las salidas
corresponden al producto terminado de cada industria. Las entradas son las
unidades de recursos típicamente usados en la fabricación, que generalmente
se dividen en cuatro categorías principales:
PRIMERA GENERACION
SEGUNDA GENERACION
TERCERA GENERACION
CUARTA GENERACION
QUINTA GENERACION
Calidad por inspeccion
Aseguramiento de la calidad
Proceso de calidad total
Proceso de mejora continua
de la calidad
Reingenieria y calidad total
Herramienta HerramientaEstrategia de la
empresaEstrategia de la
empresaRediseña la
empresa
Al producto Al proceso Al cliente
A mejorar todas las actividades de la empresa hacia el cliente
externo
A estructurar procesos
completos hacia el cliente externo
CONCEPTO
ENFOQUE
ORIENTACION
90
Mano de obra directa, el cual indica el número de horas de mano de
obra asignadas directamente al proceso de fabricación.
Bienes de capital, es la inversión en planta, maquinaria o sistemas de
información.
Materiales, corresponde a las materias primas, componentes y
materiales auxiliares que están presentes en el proceso.
Procesos, procedimientos que configuran la misión del proceso de
fabricación.
Esta última categoría incluye el mantenimiento, la ingeniería de procesos, la
administración del personal de fabricación, los sistemas de control y la
supervisión, así como otras actividades necesarias para que el proceso de
fabricación funcione correctamente.
La productividad está relacionada con la eficiencia y eficacia, donde la
eficiencia es la proporción de los resultados generados en relación con los
resultados prescritos y la eficacia es el grado con que se logran las metas u
objetivos de interés para la empresa. Entonces la eficiencia del mantenimiento
es tan bien que la organización usa el equipo o maquinaria para producir sus
productos, y la eficacia es que tanto la organización alcanza sus objetivos de
cero fallas, mínimo mantenimiento correctivo y mayor disponibilidad de equipo.
El mantenimiento es un medio para obtener productividad para una empresa, el
hecho de lograr mayores niveles de disponibilidad de los equipos productivos
incrementara la producción, además ayuda a mantener las condiciones
91
adecuadas en los equipos para asegurar los estándares de calidad del
producto y reducir los costos de mantenimiento.
El planear, programar, coordinar y ejecutar las tareas de mantenimiento en
forma eficiente logran disminuir los paros por fallas de equipo y maquinaria,
además de mantener cierto estado del equipo, alargando su calidad y tiempo
de vida.
Según Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), el control de los costos de mantenimiento
es una función de la filosofía del mantenimiento, el patrón de operación, el tipo
de sistema, los procedimientos y las normas adoptadas por la organización, la
reducción y el control de costos se utiliza como una ventaja competitiva en el
suministro de productos y servicios.
Según Díaz, Quimbiurco (2008), en el aspecto de los costos el mantenimiento
correctivo a lo largo del tiempo presenta una tendencia ascendente, debido a la
reducción de la vida útil de los equipos y la consecuente depreciación del
activo, pérdida de producción o calidad de los servicios, aumento de
adquisición de repuestos, pago de horas extras del personal de ejecución del
mantenimiento, ociosidad de mano de obra operativa, pérdida de mercado y
aumento de riesgos de accidentes.
La implantación de un control y planificación del mantenimiento, buscando la
prevención o predicción de la falla, presenta una configuración de costos
invertida y tendencia a valores estables, considerando el costo total de una
parada de equipo, como la suma del costo del mantenimiento, que incluye:
costos de mano de obra, repuestos, materiales, combustibles y lubricantes y el
92
costo de indisponibilidad que incluye: costo de pérdida de producción (horas no
trabajadas), debido a la mala calidad del trabajo, falta de equipos, costo por
emergencias, costos extras para reorganizar la producción, costo por repuestos
de emergencia, penalidades comerciales e imagen de la empresa.
La inversión inicial de mantenimiento planificado es mayor que el no planificado
y no elimina totalmente las fallas aleatorias, cuyo alto valor inicial es justificado
por la inexperiencia del personal del mantenimiento que al actuar en equipo,
altera su equilibrio operativo. Con el pasar del tiempo y al ganar experiencia, el
mantenimiento aleatorio tiende a valores reducidos y estables. La suma general
de los gastos de mantenimiento planeado y aleatorio, identificado como
mantenimiento preventivo, a partir de un determinado tiempo pasa a ser inferior
al del mantenimiento correctivo.
Figura 4.3: Costos de mantenimiento en relación al tiempo
Fuente: Díaz, Quimbiurco; 2008.
93
4.5 Estrategias de mantenimiento
Según Díaz, Quimbiurco (2008), indican que las necesidades de las industrias
en los periodos analizados en la evolución del mantenimiento pueden
resumirse en la secuencia que se muestra en la figura 4.4, en la cual se aprecia
la necesidad de pasar del hecho de reparar hacia un concepto de mejorar.
De esta manera se genera la interrogante de porque el mantenimiento tiene
que llevar el mayor peso en el cumplimiento y satisfacción de las necesidades
de producción y no se resuelven estos aspectos desde el punto de vista del
diseño.
La razón lógica es que si las maquinas se produjeran con niveles elevadísimos
de confiabilidad, muchos requisitos estarían satisfechos automáticamente sin la
necesidad de los esfuerzos del mantenimiento. Sin embargo estas máquinas
serian sumamente costosas para estas condiciones.
La maquinaria en general se concibe y se produce en costos medios, por ello la
acción de mantenimiento es vital para garantizar la parte de confiabilidad que
se realiza en la utilización y que es de gran magnitud en la mayoría de
máquinas convencionales.
94
Figura 4.4: Evolución de las estrategias de mantenimiento
Fuente: Díaz, Quimbiurco; 2008.
Piedra (2005) refiere que las estrategias que ha desarrollado el mantenimiento
para organizar, ejecutar y controlar sus acciones y responder a las exigencias
durante los años se distinguen entre sí por:
El tipo de control que ejercen sobre el estado de las máquinas.
Los medios utilizados en la realización de este control.
Las instalaciones sobre las que actúa.
El volumen de medios que despliegan.
Un sistema óptimo de mantenimiento integral debe hacer uso de las clases o
grupos de mantenimiento, clasificándolas y descubriendo las ventajas que cada
una puede aportar a la empresa.
95
4.5.1 Mantenimiento correctivo
Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), mencionan que este tipo de
mantenimiento solo se realiza cuando el equipo es incapaz de seguir
operando. No hay elementos de planeación para este tipo de
mantenimiento. Este es el caso que se presenta cuando el costo
adicional de otros tipos de mantenimiento no puede justificarse. Este tipo
de sistema a veces se conoce como operación hasta la falla y es
aplicada comúnmente en los componentes electrónicos.
Díaz, Quimbiurco (2008), mencionan los tipos de mantenimiento
correctivo que se presentan normalmente:
Reparación de fallas: El equipo o maquina defectuosa es restaurado
a su estado operacional.
Salvamento: Esta categoría está relacionada con la disposición de
material no reparable y el uso de material de salvamento para
reparaciones, overhaul y reconstrucciones de equipos no reparables.
Reconstrucción: Está relacionado con la restauración de un activo a
un patrón estándar tan cercano como sea posible al estado original
de funcionamiento, esperanza de vida y apariencia. Esto se logra
mediante el desmontaje completo, inspección de todos los
componentes, reparación y reemplazo de componentes desgastados
y fuera de servicio de acuerdo con especificaciones originales y
tolerancias de fabricación para finalmente ensamblar nuevamente y
probar según directrices de producción.
96
Overhaul: Reacondicionamiento de algún activo a su óptimo estado
funcional total de acuerdo a estándares utilizables en mantenimiento,
usando la inspección y reparación sólo como apropiadas estrategias.
Servicio: El servicio puede ser necesitado debido a la acción de
ejecutar el mantenimiento correctivo, como por ejemplo, soldadura,
recarga en sistemas de aire acondicionado o refrigeración.
4.5.2 Mantenimiento preventivo
Díaz, Quimbiurco (2008), indican que el mantenimiento preventivo
concibe la realización de intervenciones de carácter preventivo y
programado con el objetivo de disminuir la cantidad de fallos aleatorios.
Con el accionar se introducen nuevos costos, pero estos se reducen en
las reparaciones, las cuales disminuyen en cantidad y complejidad. El
sistema preventivo requiere de un personal de mayor nivel para ejecutar
las investigaciones y estudios que justifiquen las acciones que se
programan, su periodicidad y su propia realización.
Se logra una mayor vida útil de los activos aumentando eficiencia y
calidad en el trabajo que realizan. Incrementan la disponibilidad, la
seguridad operacional y el cuidado al medio ambiente. Además el
mantenimiento preventivo garantiza la planificación de recursos con
producción. Como aspectos negativos se señala el costo del accionar
obligatorio por plan, las afectaciones en mecanismos y sistemas que se
deterioran por los continuos desmontajes y la limitación de la vida útil de
elementos que se cambian con antelación a su estado limite.
El mantenimiento preventivo básicamente consta de siete elementos.
97
Inspección: Inspecciones periódicas en materiales y equipos para
determinar su rendimiento físico, mecánico, eléctrico de acuerdo a
especificaciones estandarizadas.
Servicio: Limpieza, lubricación, recarga, preservación, etc. periódica
de activos para prevenir la frecuencia de fallas iniciales.
Calibración: Determinación periódica del valor de características de
algún activo comparando con patrones o estándares de referencia; la
cual consiste en la reparación de dos instrumentos, uno de los cuales
es de estándares certificados de precisión conocida; para detectar y
ajustar cualquier discrepancia en la exactitud del parámetro que es
comparado al valor estándar establecido.
Prueba: Pruebas o chequeos periódicos para determinar
funcionalidad y determinar degradación mecánica o eléctrica.
Alineación: Realizar cambios a elementos específicos variables de
algún activo con el propósito de alcanzar un funcionamiento óptimo.
Ajuste: Ajuste periódico de elementos variables en activos con el fin
de obtener el funcionamiento óptimo del sistema.
Instalación: Reemplazo periódico de objetos de vida limitada o que
experimentan la degradación por tiempo y desgaste para mantener la
tolerancia especifica del sistema.
4.5.3 Mantenimiento predictivo
Díaz, Quimbiurco (2008), mencionan que la estrategia predictiva sirve
para planificar el punto futuro de falla de un componente de maquina
mediante el regular monitoreo de las condiciones mecánicas, de tal
98
forma que dicho componente pueda reemplazarse con base en un plan,
justo antes de que falle.
El uso del mantenimiento predictivo consiste en establecer, en primer
lugar, una perspectiva histórica de la relación entre la variable
seleccionada y la vida del componente. Esto se logra mediante la toma
de lecturas en intervalos periódicos hasta que el componente falle.
Las inspecciones a realizarse en este tipo de mantenimiento pueden
estar programadas y ser cumplidas con cierta periodicidad (monitoreo
discreto) o pueden ejecutarse en forma constante con aparatos situados
sobre la maquina (monitoreo continuo). El monitoreo continuo tiene la
ventaja de indicar la ejecución de la acción correctiva lo más cercano al
estado límite del elemento aprovechándose al máximo la vida útil.
Este sistema es el que garantiza el mejor cumplimiento de las exigencias
a mantenimiento en los últimos años pues logra las mejores paradas, la
mayor calidad y eficiencia en las maquinas, garantiza la seguridad y
protección del medio ambiente.
Como aspectos negativos se señalan la necesidad de personal más
calificado para las investigaciones y la propia ejecución de las
inspecciones y lo más considerable que es el elevado costo de los
equipos para la realización del monitoreo operacional de los equipos.
Para seleccionar la técnica del análisis predictivo es necesario entender
el comportamiento del elemento al producirse el fallo y los efectos que
se provocan. En última instancia serán las consideraciones de tipo
99
económico y/o de seguridad las que lo decidirán. Los síntomas o efectos
en los que se suelen basar estas técnicas pueden ser:
Efectos dinámicos, vibraciones y ruidos.
Estos análisis nacieron fundamentalmente para prevenir averías en
rodamientos de rodillos y bolas.
Los desgastes producen variaciones en los espectros de ruido y
vibraciones. Se aplica con frecuencia a: Bombas centrifugas, motores,
turbinas, torres de refrigeración, ventiladores, turbinas de gas,
compresores centrífugos, compresores alternativos, generadores,
reductores.
Efectos químicos, cambios de composición química.
Espectrometría y cromatografía.
Efectos físicos, roturas y desgastes. Líquidos penetrantes, partículas
magnéticas, ultrasonidos, radiografías.
Estos análisis nacieron fundamentalmente para prevenir averías en los
elementos de soporte de los motores de aviación. Las vibraciones en
funcionamiento producen fisuras en la raíz de los soportes que con el
tiempo se convierten en grietas peligrosas.
Efectos térmicos, termografía.
Efectos eléctricos, cambios en resistencia, conductividad y potencial
dieléctrico.
Efectos de partículas, emisión de partículas.
100
Estos análisis nacieron fundamentalmente para prevenir averías en
rodamientos de fricción y engranajes de ruedas dentadas. Los desgastes
producen partículas metálicas que se difunden en el aceite.
4.6 Filosofías de mantenimiento
4.6.1 Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM)
Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), indican que el mantenimiento centrado en
la confiabilidad RCM fue desarrollado por la industria de la aviación civil
en Estados Unidos (FAA), la FAA comisiono a la empresa United Airlines
para emprender un estudio de la eficacia de las reparaciones generales,
basadas en el tiempo, de componentes complejos en los sistemas de los
equipos de las aeronaves civiles. Existía la creencia de que estas
reparaciones generales basadas en el tiempo no contribuían mucho para
reducir la frecuencia de fallas y no eran económicas. Este estudio se
llevó a cabo en el momento en que se estaban diseñando aeronaves de
cuerpo amplio, y la complejidad de los sistemas de los equipos y sus
componentes había crecido dramáticamente con respecto a los diseños
anteriores, la conclusión clave fue que las reparaciones generales,
basadas en el tiempo, de equipos complejos no afectaba de manera
significativa, ni positiva ni negativamente en la frecuencia de fallas. En
algunos equipos, en realidad la frecuencia de fallas era mayor
inmediatamente después de una reparación general.
Este estudio demostró que la probabilidad condicional de falla ocurre en
los primeros periodos de la edad del equipo, luego disminuye hasta una
tasa constante de fallas.
101
El mantenimiento centrado en la confiabilidad es una metodología lógica
derivada de esta investigación en el sector de la aviación, y hace uso de
la herramienta del análisis de modo de falla, efecto y grado crítico
(FMECA).
El RCM asegura que se emprendan las acciones correctas de
mantenimiento preventivo o predictivo y elimina aquellas que no
producen ningún impacto en la frecuencia de fallas. Debido al enfoque
riguroso para definir funciones, normas, mecanismo de falla, efectos y
grado crítico, el sistema del equipo que está bajo revisión se entiende
mucho mejor que antes de la revisión. El resultado de cada estudio del
RCM del sistema de un equipo es una lista de acciones de
mantenimiento, programas y responsabilidades. Estas, a su vez, dan por
resultado una mejor disponibilidad, confiabilidad y rendimiento operativo
del equipo, y eficacia en costos. Aun cuando el RCM favorece las
tácticas del mantenimiento centrado en las condiciones, si la falla no da
motivo a una preocupación en cuanto a la seguridad y no tiene un
impacto económicamente significativo en la producción, una de las
opciones presentadas en el árbol lógico es operar el equipo hasta que
falle.
4.6.2 Mantenimiento productivo total (TPM)
Según Duffuaa, Raouf, Dixon (2009), el mantenimiento productivo TPM
es un enfoque gerencial para el mantenimiento que se centra en la
participación de todos los empleados de una organización en la mejora
del equipo. Este método se desarrolló en el sector manufacturero
102
japonés, comenzando con la aplicación del mantenimiento preventivo al
estilo norteamericano y europeo y avanzando hasta la aplicación de los
conceptos de la administración de la calidad total y manufactura justo a
tiempo al campo del mantenimiento de los equipos.
El instituto japonés de ingenieros de planta definió el TPM en 1971 con
cinco metas claves:
Maximizar la eficacia global de equipo, que incluye la disponibilidad,
eficiencia en el proceso y calidad del producto.
Aplicar un enfoque sistemático para la confiabilidad, la factibilidad del
mantenimiento y los costos del ciclo de vida.
Hacer participar a operaciones, administración de materiales,
mantenimiento, ingeniería y administración en el control del equipo.
Involucrar a todos los niveles gerenciales y a los trabajadores.
Mejorar el rendimiento del equipo mediante actividades de grupos
pequeños y el desempeño del equipo de trabajadores.
Los operadores del equipo son el punto central de las actividades del
TPM. Aunque la mayoría de los operadores entienden lo que hace su
equipo, pocos comprenden los mecanismos fundamentales sobre cómo
funciona. El término “mantenimiento autónomo “se utiliza para describir
las actividades de los operadores que se relacionan con el
mantenimiento del equipo y con la naturaleza de estudio independiente
de otras acciones de mejora del equipo. Los operadores realizaran
tareas de limpieza, inspección, lubricación, ajustes, cambios de
componentes menores y otras tareas de mantenimiento ligero que
103
requieren cierta capacitación e instrucción, pero no destrezas completas
de mantenimiento. El operador gradualmente aprende como diagnosticar
los problemas del equipo antes que se vuelvan serios.
En el TPM siempre que un equipo funciona por debajo del nivel
requerido, la perdida de funcionamiento se registra y se monitorea. Estas
pérdidas pueden agruparse en seis categorías: descomposturas,
preparación y ajustes, trabajo en vacío y paros menores, reducción en la
velocidad, defectos y pérdidas de rendimiento. Las descomposturas y
preparaciones ocasionan tiempo muerto y producen un impacto en la
disponibilidad; la reducción de la velocidad tiene un impacto en el tiempo
del ciclo, y los defectos y pérdidas de rendimiento tienen impacto en la
calidad. La eficacia global del equipo, definida como el producto de
disponibilidad, tiempo del ciclo y tasa de calidad, es la medida clave de
eficacia del TPM. El operador y el trabajador de mantenimiento son
capacitados para identificar problemas relacionados con la eficacia
global del equipo y para realizar conjuntamente análisis de causas
fundamentales para investigar las pérdidas.
El TPM fomenta el desarrollo de la planeación sistemática y el control del
mantenimiento preventivo y correctivo, y apoya plenamente las
actividades autónomas realizadas por el operador.
4.6.3 Sistema de gestión de calidad
Piedra (2005) indica que antes de los ochentas, el sector de
mantenimiento no prestaba a la calidad la misma atención sistemática
que le prestaban las organizaciones manufactureras, pero a partir de
104
esta década, el interés de la calidad comenzó a ingresar al sector de
mantenimiento, este interés se ha expandido durante los noventa y ya
en la actualidad es necesario que la calidad se maneje sistemáticamente
en el mantenimiento. Las actividades de calidad tienen que abarcar toda
la organización y no solamente las áreas donde se tenga contacto
directo con el cliente, con la norma ISO 9000 los indicadores de calidad
para el mantenimiento son fundamentales para el manejo del negocio.
4.6.4 Estrategia de las cinco S
Según Piedra (2005), las cinco S son el fundamento del modelo de
productividad creado en Japón y hoy aplicado en empresas
occidentales.
Son poco frecuentes las fábricas, talleres y oficinas que aplican en forma
estandarizada las cinco S en igual forma como se mantienen las cosas
personales a diario. Esto no debería ser así, ya que en el trabajo diario
las rutinas de mantener el orden y la organización sirven para mejorar la
eficiencia del trabajo y la calidad de vida en aquel lugar donde se pasa
más de la mitad de la vida, ante esto nace la afirmación de que no vale
la pena mantener el trabajo desordenado, sucio y poco organizado.
Por esto cobra importancia la aplicación de las cinco S. No se trata de
una moda, un nuevo modelo de dirección o un proceso japonés,
simplemente es un principio básico de mejorar la calidad de vida y hacer
del sitio de trabajo un lugar donde valga la pena vivir.
La estrategia de las 5 S enfatiza aspectos básicos como los siguientes:
utilizar la herramienta adecuada, el lubricante indicado, la información
105
correcta, el lugar asignado, el respeto por la hora señalada y el orden
establecido, detalles que muchas veces parecen poco relevantes para
los graves problemas que debemos afrontar a diario. Sin embargo, si se
descuidan esos "pequeños detalles básicos", se está desatendiendo las
causas de muchos problemas graves que requerirán atención urgente.
Por lo general, este tipo de problemas tienen las siguientes
características:
Nadie considera que le corresponda la responsabilidad total de su
ocurrencia.
La forma en que pudo evitarse es obvia y sencilla, si se hubiera
actuado a tiempo.
Consume enormes cantidades de energía y recursos, varias veces
los necesarios para evitarlos.
Las personas viven resolviéndolos continua y reiteradamente, sin
darse cuenta de que ellos mismos los que los estamos ocasionando
por la manera de actuar.
La estrategia de las 5 S toma su nombre de cinco palabras japonesas:
Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu y Shitsuke.
4.6.4.1 Seiri
Significa que se debe diferenciar entre los elementos necesarios y
los innecesarios, y descartar estos últimos. Una mirada minuciosa
revela que sólo se necesita un pequeño número de objetos, ya que
muchos de ellos no se utilizaran nunca o solo serán necesarios en un
futuro lejano. Herramientas inservibles, máquinas obsoletas, piezas
106
rotas sobrantes, recipientes vacíos y rotos, bancales de madera,
materias primas, productos discontinuados y defectuosos,
contenedores, estantes, tarimas, revistas, libros y catálogos
obsoletos, basura, artículos que no se requieren en el proceso,
oficinas y construcciones inservibles, entre muchos otros. Es
aconsejable retirar los elementos que no se usaran en los próximos
treinta días, pues generan gastos innecesarios de gestión, de
personal, de transporte, de falta de espacio. Con base en el
conocimiento del proceso, se debe clasificar los elementos y
agruparlos según un común denominador: su utilidad para desarrollar
el trabajo, y cuál es el tiempo de uso.
Para eliminar lo innecesario existen dos grandes obstáculos: el
apego a las cosas y el temor que muchas personas sienten cuando
corren el riesgo de perderlas. Deshacerse de lo innecesario es el
secreto de una buena organización. Sin embargo, es mucho más
complicado de lo que parece, ya que no hay un método que permita
liberar a las personas de lo que no necesitan; se considera que el
tiempo para discernir si algo es o no necesario es tiempo perdido; a
lo innecesario se le asocia un valor sentimental y por ello hay
resistencia a desecharlo.
4.6.4.2 Seiton
Significa poner las cosas en orden, es decir, disponer en forma
ordenada todos los elementos que quedan después del Seiri. En
Occidente, la segunda S corresponde al vocablo inglés Straighten,
107
que significa poner en orden los elementos esenciales para tener
fácil acceso a los mismos. Se ha dejado el número mínimo necesario
de elementos, que ahora se debe clasificar según su uso y
disponerlos como corresponde para minimizar el tiempo de búsqueda
y optimizar el esfuerzo. En pocas palabras, se debe organizar lo
necesario, lo que es sinónimo de estandarizar el almacenamiento de
los objetos, lo que permitirá que cualquier persona pueda localizar
cualquier elemento en forma rápida, tomarlo, utilizarlo y devolverlo
fácilmente a su lugar. Para que todo esto se lleve a cabo con todo
éxito, se requieren tres definiciones clave, a saber:
Qué artículo se van a almacenar.
Dónde se ubicará el artículo.
Cuánto se pueden almacenar.
Para concretar esto, cada ítem debe tener un nombre, un espacio y
un volumen designados.
Se debe especificar no solo la ubicación, sino que también el número
máximo de unidades que dejaremos. Es aconsejable, demarcar un
área en el piso con pintura para almacenar una determinada cantidad
de unidades, así como colgar del techo un objeto que limite la
cantidad de pilas que podemos concretar. Si nos referimos a
materiales en proceso que alimentan al proceso siguiente, de esta
forma se ha limitado el número de unidades fabricadas; todo exceso
por sobre este número es innecesario, ya que no hay necesidad de
producir más de lo que puede consumir el proceso siguiente. Se
108
debe recordar que cuanto más duro se trabaje amontonando
materiales que no son absorbidos por el proceso siguiente, mayor
será la cantidad de dinero que pierda la empresa. Cada ítem debe
tener su propia ubicación, así como cada espacio en la planta debe
tener su destino señalado. Algunos criterios útiles que ayudan a
localizar más fácilmente los objetos, son los siguientes:
Ordenar los artículos en estanterías, mediante claves numéricas o
alfanuméricas.
Determinar los lugares de almacenamiento según el tiempo de
utilización: dejar a mano lo que se utiliza diariamente, un poco
más lejos lo semanal, mensual, anual.
Otro ordenamiento podría ser por tamaño, por peso, por
proveedor, etc.
Cada pared debe estar codificada, utilizando nombres como
Pared A; Pared B. Luego, la ubicación de los elementos como
bidones, tomas de agua, herramientas, moldes, etc. se referirán
según estos nombres.
Para que las herramientas estén al alcance de la mano, sean
fáciles de recoger y de regresar a su sitio, es aconsejable pintar
las siluetas sobre la superficie donde deben guardarse, lo que
facilita saber cuándo están en uso.
Los pasadizos también deben pintarse claramente: su destino es
el tránsito por lo que deben estar siempre despejados, y no dejar
nada allí.
109
4.6.4.3 Seiso
Es sinónimo de limpieza permanente del entorno de trabajo, incluidas
las máquinas y las herramientas, pisos y paredes, erradicando
fuentes de suciedad. En Occidente, la tercera S está asociada al
término Scrub (limpiar). Hay un axioma japonés que dice: "Seiso
significa verificar".
Un operador que limpia una máquina puede descubrir muchos
defectos de funcionamiento. Cuando la máquina está cubierta de
aceite y polvo, es difícil identificar cualquier problema que se está
originando. Al limpiarla, se puede detectar con facilidad una fuga de
aceite, una grieta, tornillos flojos, y solucionar estas situaciones con
facilidad. El Seiso contribuye a mejorar el mantenimiento preventivo
de las instalaciones. En las fábricas japonesas es habitual observar
al presidente de la empresa, el directorio y los gerentes y jefes
vestidos con ropa de trabajo adecuada, con trapos y cepillos
realizando las tareas de limpieza. Cada diez metros,
aproximadamente, hay un conjunto de elementos de limpieza que
está disponible para todos. Hay que predicar con el ejemplo, y
aprender a limpiar con diligencia y humildad de manera cotidiana y
esmerada. La limpieza en la empresa es toda una filosofía de
mejoramiento que está estrechamente ligada a los resultados. Un
lugar de trabajo limpio origina:
Un ambiente agradable que influye en la motivación de todo el
personal.
110
Máquinas y equipos bien mantenidos, lo que se corresponde con
costos bajos de mantenimiento correctivo y bajos porcentajes de
materiales defectuosos.
La reducción de las fuentes de contaminación de materiales, lo
que influye en los bajos costos por desperdicios.
Buena visibilidad, para detectar fallas antes de que se tornen
graves, lo cual influye en la buena calidad y en menores costos.
Que el avance logrado con las dos primeras "S" se consolide y
mantenga.
La limpieza es un factor común de los procesos altamente
productivos, y es una tarea que exige constancia y participación de
todos. No es aconsejable subcontratar las tareas de limpieza en los
procesos clave de la organización, debiendo recaer la
responsabilidad en las mismas personas que trabajan en el sector.
Está demostrado que cuando existen grupos de personas
contratadas para las actividades de ordenamiento y limpieza, es
altamente probable que el personal estable se desentienda de esas
tareas. Entonces, es conveniente rotar las responsabilidades y ser
equitativo con la carga de trabajo de limpieza en todos los integrantes
de la organización.
4.6.4.4 Seiketsu
Es extender hacia las personas el concepto de pulcritud, y practicar
continuamente los tres pasos anteriores. En Occidente, la cuarta S
proviene del vocablo Systematize (Sistematizar), es decir, llevar a
111
cabo una rutina de limpieza y verificación. Las personas mantienen
su aspecto adecuado, utilizando ropa de trabajo limpia, lentes,
guantes, barbijos y zapatos de seguridad, y hacen de la ejecución de
las tres primeras S un hábito. En las fábricas japonesas es muy
común observar una gran cantidad de espejos sobre las paredes,
con el fin de devolver continuamente la imagen de las personas para
ayudarlas a mantenerse pulcras y presentables. Cada persona tiene
otro equipo de trabajo disponible para ser utilizado de inmediato, en
caso de necesidad. En las empresas existe un lavadero donde todos
lavan y planchan los equipos de trabajo que se han ensuciado. Es
muy común en las empresas ejecutar Seiri, Seiton y Seiso por
primera vez, pero si no existe el convencimiento del esfuerzo diario,
la situación volverá rápidamente a su situación original. La gerencia
de planta debe diseñar sistemas y procedimientos que aseguren la
continuidad de la estrategia 5 S, con su permanente apoyo,
compromiso, respaldo e involucramiento. No es saludable prepararse
especialmente para las ocasiones en que se recibirán visitas de
clientes importantes, gastando cientos de litros de pintura, miles de
litros de agua y detergente. Estos impulsos para limpiar y ordenar
todo lo que está a la vista, no solo es cosmetología barata, sino que
es un autoengaño para quien lo practica, a la vez que genera
desconfianza entre los integrantes del grupo de trabajo. No solo es
necesario parecer limpios y ordenados, sino que se debe serlo
realmente.
112
El concepto del Ciclo "Deming" o PDCA (Planificar, Hacer, Comparar
y Ajustar), se incorpora a las 5 S a través del Seiketsu, que indica las
tareas de evaluación y retroalimentación del proceso, paso
indispensable para la mejora continua del entorno.
Existen varias maneras de evaluar el nivel de cada etapa de las 5 S:
Autoevaluación.
Evaluación por parte de un consultor experto.
Evaluación por parte de un superior.
Una combinación de los tres puntos anteriores.
Competencia entre diferentes grupos de Mejora Continua.
Se debe determinar dónde, cómo, qué y cuándo evaluar y se debe
explicar a todos la necesidad de realizar la evaluación con el fin de
que cada persona vaya controlando por sí misma su área, hasta
llegar al autocontrol.
4.6.4.5 Shitsuke
Construir la autodisciplina y formar el hábito de comprometerse en
las cinco S, mediante el establecimiento de estándares. Para
Occidente, la última de las S proviene de Standarize (estandarizar).
La autodisciplina consiste en respetar las reglas de juego, los
acuerdos y compromisos, a partir del natural auto convencimiento.
Sin disciplina, toda actividad de mejora a partir del trabajo en equipo
estará destinada al fracaso. La disciplina es fundamental para
potenciar el trabajo grupal, la armonía entre las personas y la
sinergia del equipo. La disciplina nos marca el camino que conduce a
113
la formación de los hábitos, es decir, que se puedan ejecutar de
manera natural ciertas tareas que antes presentaban dificultad. La
clave está en la sucesiva repetición de esas tareas, hasta que se
ejecuten de manera inconsciente.
La disciplina es algo indispensable, que se aprende para hacer la
vida de las personas más tranquilas y efectivas, sin obstáculos ni
problemas. La disciplina es la base de las sociedades civilizadas y es
lo mínimo que se requiere para que una organización sea productiva.
Las personas que continuamente practican las Cuatro primeras S,
deben adquirir el hábito de hacer estas actividades como parte de su
trabajo diario, con autodisciplina, en conformidad con las reglas que
se han acordado. Al implementar el programa de las 5 S, la gerencia
establece los estándares para cada uno de los cinco pasos, los que
deben abarcar las formas de evaluación del progreso en cada una de
las etapas. La autodisciplina es fundamental para todo proceso de
mejora continua, ya que se puede confiar en que las personas con
autodisciplina se presentarán puntualmente a trabajar, mantendrán
ambientes de trabajo limpios, ordenados y seguros, en que se
respeten los estándares existentes. Un lugar de trabajo disciplinado
se caracteriza porque todas las personas, comenzando por su líder,
cumplen habitualmente con los aspectos siguientes:
Respetan la puntualidad y la asistencia.
Limpian cotidianamente lo que ensucian.
Cumplen lo que prometen.
114
Utilizan el uniforme y equipos de seguridad según las normas
establecidas.
Realizan las actividades rutinarias conforme a los estándares.
Devuelven a su lugar los objetos que han utilizado.
Ejecutan las auditorías del Programa 5 S conforme a lo
programado.
4.6.5 Estrategia del proceso de Deming
Deming creó el ciclo PHVA (Planificar, hacer o ejecutar, verificar o
controlar y actuar) que refleja un mecanismo de evolución para la mejora
continua en toda actividad con el fin de hacer lo correcto desde la
primera vez.
La planificación es simplemente la determinación de la secuencia de
actividades necesarias para alcanzar los resultados deseados. Hacer es
el acto de implantación del plan. Las actividades de planificación y
ejecución son muy familiares. Cuando al implantar el plan no se
alcanzan resultados, se elabora otro plan descartando el que presenta
fallas. Siendo esto lo común, pero bajo el ciclo Deming se verifican los
resultados de lo ejecutado para determinar la diferencia con el resultado
esperado. Al actuar basados en el análisis, se determinan los cambios
necesarios para mejorar el resultado y se repite el proceso, usando el
nuevo conocimiento ganado para los planes futuros.
El ciclo es un proceso iterativo que busca la mejora a través de cada
ciclo, su filosofía básica es hacer pequeños incrementos, en lugar de
hacer grandes rupturas a la vez. El enfoque seguro y progresivo de
115
aprender de la experiencia y construir con éxito sobre la base de la
experiencia pasadas lleva a numerosas ganancias que se acumulan en
el tiempo pueden ser superiores a las mejoras.
La metodología propuesta por Deming para la gestión de la calidad
controla el proceso de obtención de un resultado deseado sin que
ocurran desvíos con relación a las expectativas, pudiendo considerarse
como un sistema de control a retroalimentación del proceso de la
calidad.
Figura 4.5: Sistema de control a retroalimentación del proceso de calidad
Fuente: Piedra, 2005.
4.6.5.1 Planear
Cada una de las acciones o atenciones que requieran los equipos,
las modificaciones que se realicen en los sistemas, así como los
proyectos que se ejecuten, deben participar de todo un buen proceso
de planeación para ubicar en esta fase las potencialidades,
obstáculos que se han de superar e incluso valorar todos los
recursos requeridos y existentes.
116
La planeación adecuada, buscando un resultado de calidad se basa
en la aplicación de tecnologías adecuadas, trabajo interdisciplinario y
en equipo, la formulación de puntos de control que sean para el
proceso enriquecedores y que revelen precisamente si se trabaja con
el concepto de calidad.
Es vital planear, sin importar que tan grande es el trabajo a realizar.
4.6.5.2 Hacer o ejecutar
Significa poner en práctica lo planeado, buscando siempre la
eficiencia y el buen resultado en cada una de las acciones requeridas
sin dejar de lado que se debe cumplir con los requisitos y criterios de
aceptación ya delineados en la planeación.
Se requiere dar un constante seguimiento al proceso de
implementación y es importante recordar que mediante la medición
se puede determinar adecuadamente si algo es bueno o no.
4.6.5.3 Verificar o controlar
Significa decidir si los resultados cumplen con los requisitos y
criterios que en un principio se definieron.
Se debe partir de la objetividad. De allí que es vital que la medición
se base en géneros cuantitativos en vez de cualitativos.
Realizar un trabajo, una reparación, modificación o proyecto y que de
cómo resultado que todo funcione, no necesariamente indica que el
trabajo fue de calidad y que se haya cumplido anteriormente el
proceso de calidad. Todo debe enfocarse principalmente en función
de si se cumplieron tanto los procedimientos establecidos junto con
117
los requisitos predefinidos y lo que es más importante; si se logró la
satisfacción del cliente.
4.6.5.4 Actuar
En una gestión de mantenimiento siempre hay cosas que no salen
como son esperadas, más la perseverancia y el mejoramiento ha de
ser un aliado en cualquier labor a desempeñar, en especial en la
aplicación de un servicio como lo es la gestión de mantenimiento.
La aplicación de planear, hacer, verificar y actuar no es más que una
herramienta que se puede utilizar fácilmente en la gestión de
mantenimiento tanto como modelo para la resolución de problemas,
como para mejorar algo dentro del proceso de calidad. Siempre que
se sistematice esta u otra forma de trabajar en grupo, se hará que el
conocimiento sobre los equipos, sistemas y situaciones imprevistas
sea incrementado paulatinamente y los resultados del trabajo tiendan
necesariamente a ser mejores.
4.6.6 Dirección por políticas (Hoshin Kanri)
Piedra (2005) menciona que es posible que la dirección por políticas o
Hoshin Kanri en japonés sea una estrategia de dirección que permite
formular, desarrollar y ejecutar los planes de la empresa con la
participación de todos los integrantes de la organización. La dirección
por políticas se emplea para asegurar el crecimiento a largo plazo,
prevenir la recurrencia de situaciones no deseadas en la planificación y
problemas de ejecución.
118
La dirección por políticas se realiza en ciclos anuales y busca alcanzar
las grandes mejoras aplicando las ideas y técnicas de control de calidad
en el proceso de gestión de la empresa. En igual forma como en un
proceso industrial se realizan actividades de control de proceso, la
dirección por políticas realiza actividades de control de calidad en el
proceso directivo, asegurando la mínima variabilidad en el logro de los
resultados de todas las personas integrantes de la organización. La
dirección por políticas permite coordinar las actividades de cada persona
y equipo humano para el logro de los objetivos en formar efectiva.
Esta estrategia permite organizar y dirigir la totalidad de actividades que
promueve el mantenimiento productivo total TPM.
Se orienta a aquellos sistemas que deben ser mejorados para el logro
de los objetivos estratégicos. Por ejemplo, la eliminación sistemática de
todo tipo de despilfarros que se presentan en el proceso productivo.
Participación y coordinación de todos los niveles y departamentos en la
planificación, desarrollo y despliegue de los objetivos anuales y sus
medios para alcanzarlos.
Planificación y ejecución fundamentada en hechos. Formulación de
metas y planes en cascada a través de toda la organización apoyándose
en las verdaderas capacidades de la organización.
119
4.7 Mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM
4.7.1 Definición
Según Moubray (2004), es un proceso utilizado para determinar qué se
debe hacer para asegurar que cualquier activo físico continúe haciendo
lo que sus usuarios quieren que haga en su contexto operacional actual.
El RCM permite determinar la forma más efectiva de manejar el
mantenimiento. Su objetivo central es el aumento de la confiabilidad con
el costo más efectivo posible. Costo efectivo no significa el menor costo:
es el menor costo necesario para alcanzar la confiabilidad deseada y
podría ser mayor que el que se tenía al principio.
4.7.2 Ventajas
Mayor seguridad e integridad ambiental.
El RCM reduce o elimina los riesgos identificables concernientes a
seguridad de los activos y el medio ambiente, incorporándolos a la toma
de decisiones de mantenimiento.
Mayor funcionamiento operacional
El RCM permite asociar las estrategias de mantenimiento más
adecuadas para cada activo y también las acciones derivadas en caso
que no se pueda aplicar el mantenimiento.
Mayor costo – eficacia del mantenimiento
El RCM centra su atención en las acciones de mantenimiento de mayor
impacto en el desempeño de la planta lo que asegura que toda inversión
se realice en áreas donde se obtengan los mejores resultados.
120
Mayor vida útil de componentes costosos
Se alcanza la reducción de los costos de mantenimiento por unidad
producida.
Mayor motivación del personal y trabajo en equipo.
El proceso de implementación del RCM requiere del involucramiento e
interacción del personal de las distintas áreas de la empresa,
incrementando el sentido de pertenencia y fomentando el trabajo en
equipo.
4.7.3 Desventajas
Debido a la complejidad del proceso de implementación, se requiere
personal con conocimiento necesario para la aplicación de la
metodología y el desarrollo de procedimientos.
Los resultados generalmente son a mediano y largo plazo lo cual
puede ser un motivo de descontento por parte de las jefaturas que
exigen, en su mayoría, resultados inmediatos.
Los paradigmas antiguos de mantenimiento son difíciles de cambiar
en el personal cuya mentalidad se enfoca en un mantenimiento
tradicional, siendo insensibles al cambio.
4.7.4 Jerarquización de activos, análisis de criticidad.
Moubray (2004), indica que el análisis de criticidad es una metodología
que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en función de
su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones. Para
realizar un análisis de criticidad se debe definir un alcance y propósito
121
para el análisis, establecer los criterios de evaluación y seleccionar un
método de evaluación para jerarquizar la selección de los sistemas
objeto del análisis. Matemáticamente, la criticidad se puede expresar
como:
Criticidad = Frecuencia x Consecuencia (4.1)
Donde la frecuencia está asociada al número de eventos o fallas que
presenta el sistema o proceso evaluado y la consecuencia está referida
con: el impacto y flexibilidad operacional, los costos de reparación y los
impactos en seguridad y ambiente. En función de lo antes expuesto se
establecen como criterios fundamentales para realizar un análisis de
criticidad los siguientes:
Impacto en la seguridad.
Impacto en el medio ambiente.
Nivel de producción manejado.
Impacto en la producción.
Tiempo promedio para reparar.
Impacto en el mantenimiento.
Matemáticamente se puede expresar como:
Consecuencia = (Seguridad + Ambiente + (Nivel de producción
manejado + tiempo promedio para reparar + Impacto en la producción) +
Impacto en el mantenimiento) (4.2)
Un modelo básico de análisis de criticidad, es equivalente al mostrado
en la figura 4.6. El establecimiento de criterios se basa en los seis
criterios fundamentales nombrados anteriormente. Para la selección del
122
método de evaluación se toman criterios de ingeniería, factores de
ponderación y cuantificación. Para la aplicación de un procedimiento
definido se trata del cumplimiento de la guía de aplicación que se haya
diseñado. Por último, la lista jerarquizada es el producto que se obtiene
del análisis.
Figura 4.6: Modelo básico de criticidad
Fuente: Huerta, 2001.
Emprender un análisis de criticidad tiene su máxima aplicabilidad
cuando se han identificado al menos una de las siguientes necesidades:
Fijar prioridades en sistemas complejos.
Administrar recursos escasos.
Determinar impacto en el negocio.
Aplicar metodologías de confiabilidad operacional.
El análisis de criticidad aplica en cualquier conjunto de procesos,
plantas, sistemas, equipos y/o componentes que requieran ser
jerarquizados en función de su impacto en el proceso o negocio donde
123
formen parte. Sus áreas comunes de aplicación se orientan a establecer
programas de implantación y prioridades en los siguientes campos.
Mantenimiento e inspección.
Materiales.
Disponibilidad de planta.
Personal.
4.7.5 Contexto Operacional
Moubray (2004) menciona que es importante tener claro la definición de
unidades de proceso y sistemas:
4.7.5.1 Unidades de Proceso
Se define como una agrupación lógica de sistemas que funcionan
unidos para suministrar un servicio y al procesar y manipular materia
prima e insumo.
4.7.5.2 Sistemas y Subsistemas
Conjunto de elementos interrelacionados dentro de las unidades de
proceso que tienen una función específica.
4.7.5.3 Diagrama EPS
El diagrama de entrada, proceso y salida es una herramienta que
facilita la visualización del sistema para su posterior análisis.
En este diagrama se visualizan los insumos, servicios y controles
como entradas mientras que los productos primarios, secundarios,
desechos y alarmas de los controles.
124
Figura 4.7: Diagrama de proceso
Fuente: Adaptado de Moubray, 2004.
4.7.6 Las siete preguntas del RCM
Moubray (2004), indica que cualquier proceso RCM debe responde
satisfactoriamente a siete preguntas en la secuencia indicada.
¿Cuáles son las funciones y los parámetros de funcionamiento
asociados al activo en su actual contexto operacional? (funciones).
¿De qué manera falla en satisfacer dichas necesidades? (fallas
funcionales).
¿Cuál es la causa de cada falla funcional? (modos de falla).
¿Qué sucede cuando ocurre cada falla? (efectos de falla).
¿En qué sentido es importante la falla? (consecuencias de falla).
125
¿Qué puede hacerse para prevenir o predecir la falla? (tareas
proactivas).
¿Qué debe hacerse si no se encuentra una tarea proactiva
adecuada? (tarea de búsqueda de fallas, rediseño o RTF).
La norma SAE JA1011 establece un conjunto de criterios que debe
satisfacer una metodología para poder llamarse RCM, y están basados
en las 7 preguntas del proceso.
4.7.6.1 Funciones
Antes de definir el proceso a aplicar para determinar que debe
hacerse para que un activo físico continúe haciendo aquello que sus
usuarios quieren que haga en su contexto operacional.
Por eso el primer paso en el proceso RCM es definir funciones de
cada activo en su contexto operacional, junto con los parámetros de
funcionamiento deseados.
Moubray (2004) menciona que lo que los usuarios esperan que sea
realizado por los activos puede ser dividido en dos categorías:
Funciones primarias: Resumen en primera instancia el porqué de
la adquisición del activo. Esta categoría cubre temas como
velocidad, flujo, caudal, producción, capacidad de carga o
almacenaje, calidad del producto y servicio al cliente.
Funciones secundarias: Indican lo que se espera del activo que
haga más allá de simplemente cubrir sus funciones primarias. En
esta categoría se cubre las expectativas que los usuarios
relacionados con el área de seguridad, control, contención,
126
confort, integridad estructural, economía, protección, eficiencia
operacional, cumplimiento de las regulaciones ambientales y
hasta apariencia del activo.
4.7.6.2 Fallas funcionales
Moubray (2004), indica que es el estado en el cual el activo no puede
cumplir una función acuerdo al parámetro de funcionamiento que el
usuario considera aceptable.
Es importante definir la falla en función de la perdida de una función
específica en lugar de la falla del activo en conjunto. Para esto deben
considerarse dos puntos adicionales.
Falla total:
Estado de falla en el cual el activo pierde su función principal en su
totalidad.
Falla parcial:
Estado de falla en el cual el activo cumple con su función principal
fuera de los parámetros de desempeño especificados.
El mantenimiento cumple con sus objetivos cuando se adopta una
política correcta de manejo de fallas. Previo a esto, debe identificar que
fallas deben ocurrir, esto se denomina el análisis AMECF, el cual
propone identificar las circunstancias que llevaron a la falla (modos de
falla) e identificar que eventos pueden provocar que el activo falle
(efectos y consecuencias de falla).
127
4.7.6.3 Modos de falla
Moubray (2004), menciona que es un evento simple que causa una
falla funcional.
Una vez identificada la falla funcional el siguiente paso es identificar
todos los hechos que pueden haber causado cada estado de falla,
los que se les denomina modos de falla. Los modos de falla incluyen
aquellos que han ocurrido en equipos similares operando en el
mismo contexto, también incluyen fallas que actualmente están
siendo prevenidas por programas de mantenimiento existentes así
como fallas que aún no han ocurrido pero son consideradas
altamente posibles.
La mayoría de listas tradicionales de modos de falla incorporan fallas
causadas por el deterioro o desgaste por el funcionamiento cotidiano
de los activos, estos modos de falla tienen una elevada importancia
por lo que es necesario un análisis detenido de los mismos.
Sin embargo, para que todas las causas probables de falla en los
equipos puedan ser identificadas y resueltas adecuadamente, estas
listas deben incluir fallas causadas por errores humanos (por parte
de los operadores y personal de mantenimiento) y además errores de
diseño.
Es importante identificar la causa de cada falla con suficiente detalle
para asegurarse de no desperdiciar tiempo y esfuerzo intentando
tratar síntomas en lugar de causas reales.
128
4.7.6.4 Efectos de falla
El cuarto paso en el proceso de RCM consiste en hacer un listado de
los efectos de falla, donde se describe lo que ocurre cuando
acontece cada modo de falla.
Esta descripción incluye la información necesaria para apoyar la
evaluación de las consecuencias de falla, entre estas tenemos:
La existencia de evidencias de la falla.
De qué modo representa una amenaza para la seguridad o el
medio ambiente.
De qué manera afecta a la producción o a las operaciones.
Los daños físicos causados por la falla.
Qué debe hacerse para reparar la falla.
El proceso de identificar funciones, fallas, modos de falla y efectos
de falla trae asombrosas y muchas veces apasionantes
oportunidades de mejorar el desempeño y la seguridad así como
también eliminar el desperdicio.
4.7.6.5 Consecuencias de falla
Es inevitable que con la aparición de fallas en los activos una
organización es afectada de algún modo, ya sea afectando las
operaciones, la calidad del producto, el servicio al cliente, la
seguridad o el medio ambiente tomando tiempo y dinero para ser
reparadas.
Son estas consecuencias las que fuertemente influencian el intento
de prevenir cada falla. En otras palabras, si una falla tiene serias
129
consecuencias se hace un gran esfuerzo para intentar evitarla. Por
otro lado si tiene consecuencias leves o nulas, es posible no realizar
mantenimiento de rutina y basta con una simple limpieza y
lubricación básica.
Uno de los puntos fuertes del RCM es que reconoce que las
consecuencias de las fallas son más importantes que sus aspectos
técnicos. De hecho reconoce que la única razón para hace cualquier
tipo de mantenimiento proactivo no es evitar las fallas sino evitar las
consecuencias de las fallas.
Moubray (2004), clasifica estas consecuencias en cuatro categorías
que serán la base del marco del trabajo estratégico para la toma de
decisiones en el mantenimiento.
Consecuencias de fallas ocultas
No tienen un impacto directo, pero exponen a la organización a fallas
múltiples con consecuencias serias y hasta catastróficas.
Consecuencias ambientales y para la seguridad
Una falla tiene consecuencias en la seguridad siempre y cuando
cause lesiones y hasta la muerte a operadores o personal de
mantenimiento. Mientras que tiene consecuencias ambientales si
infringe alguna normativa o reglamento ambiental tanto corporativo,
regional e internacional.
130
Consecuencias operacionales.
Una falla tiene consecuencias operacionales si afecta la producción
(cantidad, calidad del producto, atención al cliente o costos
operacionales) además del costo directo de la reparación.
Consecuencias no operacionales
Las fallas involucradas en esta categoría no afectan la seguridad ni la
producción, solo se relacionan con el costo directo de la reparación.
4.7.6.6 Análisis de criticidad de los modos de falla basado en el riesgo
Severidad (S)
Se cuantifica la severidad de los efectos, estos son evaluados en una
escala del 1 al 10 donde 10 es lo más severo.
131
Tabla 4.3: Criterios de evaluación de severidad
Efecto Criterios: Severidad del efecto para AMEF de Proceso
Fila
Peligroso; sin alarma
Puede poner en peligro al operador del ensamblaje. El incidente afecta la operación o la no conformidad segura del producto con la regulación del gobierno. El incidente ocurrirá sin alarma.
I 10
Peligroso; con alarma
Puede poner en peligro al operador del ensamblaje. El incidente afecta la operación o la no conformidad segura del producto con la regulación del gobierno. El incidente ocurrirá con alarma.
9
Muy Arriba- Interrupción Importante a la cadena de producción. 100% de producto puede ser desechado. El producto es inoperable con pérdida de función primaria.
8
Alto
Interrupción de menor importancia a la cadena de producción. E producto puede ser clasificado y una porción desechada. E producto es operable, pero en un nivel reducido de funcionamiento.
7
Moderado
Interrupción es de menor importancia a la cadena de producción. Una porción del producto puede ser desechado (no se clasifica). El producto es operable, pero un cierto ítem(s) de la comodidad / de la conveniencia es inoperable
6
Bajo
Interrupción es de menor importancia a la cadena de producción. 100% del producto puede ser devuelto a trabajar. El producto es operable, pero algunos ítems de la comodidad / de la conveniencia funcionan en un nivel reducido del funcionamiento.
5
Muy Bajo
Interrupción es de menor importancia a la cadena de producción. El producto puede ser clasificado y una porción puede ser devuelta a trabajar. La mayoría de los clientes notan el defecto.
4
De menor importancia
Interrupción es de menor importancia a la cadena de producción. Una porción del producto puede ser devuelto a trabajar en línea solamente hacia fuera-de-estación. Los clientes medios notan el defecto.
3
Muy De menor importancia
Interrupción es de menor importancia a la cadena de producción. Una porción del producto puede ser devuelto a trabajar en línea solamente en-estación. Los clientes exigentes notan el defecto.
2
Ninguno El modo de fallo no tiene ningún efecto.
1
132
Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la severidad de efectos en un proceso AMECF
Fuente: Mariani, 2007.
Luego de que los efectos y la severidad han sido listadas, se deben
identificar las causas de los modos de falla.
Ocurrencia (O)
Las causas son evaluadas en términos de ocurrencia, esta se define
como la probabilidad de que una causa en particular ocurra y resulte
en un modo de falla durante la vida esperada del producto, es decir,
representa la remota probabilidad de que el cliente experimente el
efecto del modo de falla. El valor de la ocurrencia se determina a
través de la tabla 4.4.
Tabla 4.4: Criterios de evaluación de ocurrencia
Probabilidad del incidente Incidente Tarifas
Pk de C
Fila
Muy Arriba: El incidente es casi inevitable 11 en 2 < 0,33 10
1 en 3 < 0,33 9
Alto: Asociado generalmente a los procesos similares que han fallado anteriormente
1 en 8 < 0,51 8
1 en 20 <0,67 7
Moderado: Asociado generalmente a los procesos similares previos que han experimentado incidentes ocasionales, pero no en proporciones importantes
1 en 80 < 0,83 6
1 en 400 < 1,00 5
1 de 2000 < 1,17 4
Bajo: Los Incidentes aislados se asociaron a procesos similares
1 en 15.000 < 1,33 3
Muy Bajo: Solamente los incidentes aislados se asocian a procesos casi idénticos
1 en 150.000 < 1,50 2
Telecontrol: El incidente es inverosímil. 1 en 1.500.000
< 1,67 1
133
Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la ocurrencia del incidente en un AMECF de proceso
Fuente: Mariani, 2007.
Detección (D)
La detección es una evaluación de las probabilidades de que los
controles del proceso propuestos detecten el modo de falla, antes de
que la parte o componente salga de la localidad de manufactura o
ensamble.
Tabla 4.5: Criterios de evaluación de detección
Detección Criterios: Probabilidad de la detección por control de proceso Fila
Casi Imposible
Ninguno de los controles disponibles detectar incidente Modo o causa
10
Muy Alejado
Los controles actuales tienen una probabilidad muy alejada de detectar modo o causa de fallo
9
Alejado Los controles actuales tienen una probabilidad alejada de detectar modo o causa de fallo
8
Muy Bajo Los controles actuales tienen una probabilidad muy baja de detectar modo o causa de fallo
7
Bajo Los controles actuales tienen una probabilidad baja de detectar Modo o causa de fallo
6
Moderado Los controles actuales tienen una probabilidad moderada de detectar modo o causa de fallo
5
Moderadamente Alto
Los controles actuales tienen una probabilidad moderadamente alta de detectar modo o causa de fallo
4
Alto Los controles actuales tienen una alta probabilidad de detectar modo o causa de fallo
3
Muy Alto Los controles actuales tienen una probabilidad muy alta de detectar modo o causa de fallo
2
Casi Seguro
Controles actuales detectan casi seguros al modo o a la causa de fallo. Los controles confiables de la detección se saben con procesos similares.
1
134
Criterios de la evaluación y sistema de graduación sugeridos para la detección de una causa del incidente o del modo de fallo en un proceso AMECF
Fuente: Mariani, 2007.
NPR
Es el número de prioridad de riesgo, el cual es el producto
matemático de la severidad, ocurrencia y detección.
NPR = S*O*D (4.3)
Este valor se emplea para identificar los riesgos más serios para
buscar acciones correctivas.
4.7.7 Tareas proactivas del mantenimiento
4.7.7.1 Generalidades, Teoría del envejecimiento de maquinaria y
equipos
Moubray (2004), indica que el enfoque tradicional sugería que los
equipos operan confiablemente durante un periodo X y luego se
desgastan. Con ello se podrían planear acciones preventivas un
tiempo antes de que ocurra la falla.
Figura 4.8: Perspectiva tradicional de la falla
Fuente: Moubray, 2004.
135
Este patrón es cierto para algunos tipos de equipos simples y para
algunos complejos con modos de falla dominantes. Las fallas
relacionadas con la edad frecuentemente van asociadas a la fatiga,
corrosión, abrasión y evaporación.
Sin embargo los equipos cada vez son mucho más complejos, esto
ha generado sorprendentes cambios en los patrones de falla. La
figura 4.9 muestra algunos patrones de falla para componentes
mecánicos y eléctricos.
Figura 4.9: Patrones de fallas actuales
Fuente: Moubray, 2004.
136
Patrón A
Muestra una probabilidad constante o de lento incremento,
terminando en la zona de desgaste, abarca el 2% de elementos.
Patrón B
Muestra la tradicional curva de “bañera”, comenzando con un alto
índice de falla.
Se estima que un 4% de elementos se ajustan a ese patrón.
Patrón C
Muestra un crecimiento lento de la probabilidad condicional de falla
sin un periodo de desgaste identificable, abarca el 5% de elementos.
Patrón D
Muestra una baja probabilidad de falla cuando el equipo es nuevo
con un crecimiento rápido hasta un nivel constante, abarca el 7% de
elementos.
Patrón E
Muestra una probabilidad constante en todas las edades (falla al
azar), abarca el 14% de elementos.
Patrón F
Muestra una alta probabilidad de falla en su inicio decreciendo hasta
una probabilidad de falla constante o de crecimiento muy lento.
Abarca el 68% de elementos.
La idea de que cuanto más seguido un activo es reparado menos
probabilidades tiene de fallar, actualmente es cierto pero en muy
pocos casos. A menos que exista un modo de falla dominante
137
relacionado con la edad, los límites de edad tienen que ver poco o
nada con mejorar la confiabilidad de los componentes complejos.
Esto lleva a retomar el concepto de tareas proactivas. El RCM las
divide en tres grupos.
Tareas de reacondicionamiento cíclicas.
Tareas de sustitución cíclicas.
Tareas a condición.
Para evaluar si vale la pena realizar tareas proactivas, estas deben
reducir las consecuencias de la falla en tal grado que justifique los
costos directos e indirectos de realizarlas.
Adicionalmente, debe analizar si es técnicamente factible realizarlas,
lo que se define como:
“Una tarea es técnicamente factible si físicamente permite reducir o
realizar una acción que reduzca la consecuencia del modo de falla
asociado, a un nivel que sea aceptado por el dueño o usuario del
activo.”
Técnicamente existen dos puntos a considerar para la selección de
tareas proactivas:
Relación entre la edad del componente que se está considerando
y la probabilidad de que falle.
Que sucede una vez que ha comenzado a ocurrir la falla.
En el siguiente punto se analizan las tareas en las que sí existe la
relación edad – falla (tareas de reacondicionamiento o sustitución
cíclicos o preventivos), en el punto subsecuente se detallaran los
138
casos cuando no existe esta relación (tareas a condición o
predictivas).
4.7.7.2 Tareas de reacondicionamiento o sustitución cíclicas
Los paradigmas antiguos exponían que todo equipo tenía un patrón
de falla tipo B expuesto anteriormente.
Actualmente, todavía se asume que los componentes que realizan
tareas similares se desgastaran de manera similar en un periodo de
tiempo con fallas prematuras durante su utilización.
Los patrones de falla asociados con la edad aplican para
componentes simples o componentes complejos con modos de falla
dominantes; además de otros factores como fatiga, corrosión,
evaporación y oxidación. Las características del desgaste ocurren
generalmente cuando el equipo entra en contacto con el producto.
Las tareas de reacondicionamiento cíclico indican sustituir o
reacondicionar la capacidad de un componente antes de un límite de
edad específica, sin importar la condición del activo en ese momento.
Las tareas de sustitución cíclicas consisten en descartar un
componente o elemento de un límite de edad específica, sin importar
la condición del activo en ese momento.
Cabe tomar en cuenta que los dos términos: reacondicionamiento y
sustitución pueden envolver una misma tarea por lo cual es
necesario determinar el nivel de análisis para aplicar el termino
correspondiente.
139
La frecuencia de este tipo de tareas se determina por la edad en la
que el componente o elemento presenta un incremento rápido en la
probabilidad condicional de falla, es decir, cada componente tiene
una vida limite que el RCM la divide en dos, con especial énfasis en
la seguridad.
Límite de vida segura.
Límite de vida económica.
Las tareas de reacondicionamiento o sustitución cíclicas son
técnicamente factibles si:
4.7.7.2.1 Tareas de reacondicionamiento cíclico
Existe un intervalo (edad) identificable en el que el elemento
muestre un incremento rápido en la probabilidad condicional de
falla.
La mayoría de elementos sobreviven a este intervalo (en el caso
de consecuencias a la seguridad) o ambiente deben ser todos los
elementos).
Se recupera la condición original (100%) del elemento o
componente.
4.7.7.2.2 Tareas de sustitución cíclicas
Existe un intervalo (edad) identificable en el que el elemento
muestre un incremento rápido en la probabilidad condicional de
falla.
140
La mayoría de elementos sobreviven a este intervalo (en el caso
de consecuencias a la seguridad) o ambiente deben ser todos los
elementos).
4.7.7.3 Tareas a condición
El incremento de los nuevos tipos de manejo de falla se debe a la
continua necesidad de prevenirlas dejando de lado las técnicas
clásicas para hacerlo. La gran parte de las nuevas técnicas se basan
en el hecho de que la mayoría de ellas dan algún tipo de advertencia
de que están por ocurrir, Moubray (2004) indica que estas
advertencias se denominan fallas potenciales y se define como
condiciones físicas identificables que indican que una falla potencial
esta por ocurrir o en proceso de ocurrir.
A este tipo de tareas se la asocia con el mantenimiento predictivo ya
que los componentes se dejan en servicio a condición de que
continúen cumpliendo parámetros de desempeño deseados. La
aplicación de este tipo de tareas es una excelente opción para el
manejo de fallos pero debe ser analizada su factibilidad ya que
puede resultar en una pérdida de tiempo y dinero.
Cuando se habla de tareas a condición, se tiene que analizar el
rango P – F (falla: potencial – funcional).
Para ello, se debe empezar con el hecho de que existe poca o
ninguna relación entre la edad (tiempo en funcionamiento) de un
activo y la probabilidad de que este falle. Aunque esto es cierto,
también es verdad que la mayoría de modos de falla dan indicios de
141
que están en proceso o a punto de ocurrir. A este estado, se lo
denomina falla potencial.
En la figura 4.10 se muestra la curva P – F que detalla las instancias
finales de la falla.
Figura 4.10: Curva P – F
Fuente: Moubray, 2004.
Las tareas a condición consisten en inspeccionar o verificar la
existencia de fallas potenciales para actuar en función de prevenir la
falla funcional o evitar las consecuencias de la misma.
Adicionalmente es necesario determinar el intervalo de tiempo desde
la detección de la falla potencial hasta la ocurrencia de la falla
funcional, al que se lo denomina intervalo P – F como indica la figura
4.11.
142
Figura 4.11: Intervalo P – F
Fuente: Moubray, 2004.
Dicho intervalo regula la frecuencia de realización de las tareas a
condición que debe ser a intervalos menores al P – F. Ahora existe
el punto en el que se descubre la falla potencial con una técnica de
monitoreo especifica. El tiempo transcurrido desde el descubrimiento
de la falla potencial hasta la ocurrencia de la falla funcional se
conoce como intervalo P – F neto. En la figura 4.12 se muestra un
ejemplo cuya frecuencia de inspección es mensual, obteniendo un
intervalo P – F neto de ocho meses, siendo el intervalo P – F de
nueve meses.
Figura 4.12: Intervalo P – F neto
Fuente: Moubray, 2004.
143
Una tarea a condición es técnicamente factible si:
Es posible definir una condición clara de una falla potencial.
El intervalo P – F es razonablemente consistente.
Resulta práctico monitorear el elemento a intervalos menores al P
– F.
El intervalo P – F neto es lo suficientemente largo como para ser
de utilidad.
4.7.7.4 Árbol lógico de decisión
Con las consecuencias ya determinadas se escoge según un orden
lógico de preguntas la tarea que se debe determinar, si las tareas de
mantenimiento basadas en la condición, reacondicionamiento o
sustitución no son aplicables, en este caso la solución recae en el
rediseño de elementos o procesos dependiendo del caso.
En la figura 4.13 se muestra el árbol lógico de decisión.
144
Figura 4.13: Árbol lógico de decisión
Fuente: Moubray, 2004.
145
4.8 Ingeniería de confiabilidad
Mariani (2007), indica que la ingeniería de confiabilidad proporciona las
herramientas teóricas y prácticas en donde la probabilidad y la capacidad de
las piezas, de los componentes, del equipo, de los productos y de los sistemas
para realizar sus funciones requeridas por períodos de tiempo deseados sin
falla, en entornos especificados y con una confianza deseada, puedan ser
especificadas, diseñadas, predichas, probadas y demostradas.
La ingeniería de la confiabilidad se basa en los resultados de pruebas de
laboratorios internos (o contratados) y de datos referente a los resultados del
rendimiento del producto en el campo. Los datos producidos por estas fuentes
se utilizan para medir con exactitud y para mejorar la confiabilidad de los
productos que son producidos. Esto es particularmente importante pues las
preocupaciones del mercado conducen un empuje constante para la reducción
de costos. Sin embargo, se debe poder mantener una perspectiva "macro" en
vez simplemente de buscar una solución rápida. La tentación a menudo es
cortar camino y ahorrar costos iniciales usando piezas más baratas o cortando
programas de prueba. Desafortunadamente, las piezas más baratas son
generalmente menos confiables y los programas de prueba inadecuados
pueden permitir que los productos con los defectos sin descubrir salgan en el
campo. Los ahorros rápidos en el corto plazo por el uso de componentes más
baratos o de tamaños de muestra pequeños de pruebas darán lugar
generalmente a costos a largo plazo más altos bajo la forma de costos de
garantía o a la pérdida de confianza del cliente. Se debe encontrar el equilibrio
apropiado entre la confiabilidad, la satisfacción del cliente, el tiempo de
146
mercadeo, las ventas y las características. La figura 4.14 ilustra este concepto.
El polígono a la izquierda representa un proyecto correctamente balanceado. El
polígono a la derecha representa un proyecto en el cual la confiabilidad y
la satisfacción de cliente se han sacrificado por ventas y tiempo de mercadeo.
Figura 4.14: Representación gráfica de proyectos equilibrados y
desequilibrados
Fuente: Mariani, 2007.
4.8.1 La curva de la bañera de la confiabilidad
La mayoría de los productos (así como los seres humanos) exhiben
características de la falla como se muestra en la curva de la bañera de la
figura 4.15.
147
Figura 4.15: Curva idealizada de la bañera de la confiabilidad
Fuente: Mariani, 2007.
Esta curva se traza con la vida del producto en el eje x y con la tasa de
fallas en el eje y. La vida puede estar en minutos, horas, años, ciclos,
actuaciones o cualquier otra unidad cuantificable del tiempo o del uso.
La tasa de fallas se da como fallas entre unidades sobrevivientes por
unidad de tiempo. Como se puede ver de este diagrama, muchos
productos comenzarán sus vidas con una tasa de fallas más alta (que
pueda ser debido a los defectos de fabricación, mala manipulación
durante el envío, al pobre control de calidad de piezas entrantes, etc.) y
exhibirán una tasa de fallas que disminuye. La tasa de fallas entonces se
estabiliza generalmente a una tasa aproximadamente constante en la
región de la vida útil, donde las fallas observadas son fallas aleatorias. A
medida que los productos experimentan mayor uso y desgaste, la tasa
148
de fallas comienza a incrementarse mientras que la población comienza
a experimentar las fallas relacionadas con el desgaste.
4.8.2 Quemado
Mirando esta curva particular de la bañera, debe ser bastante obvio que
sería mejor enviar un producto al principio de la región de la vida útil,
que justo a la región de la línea de producción; previniendo así al cliente
fallas tempranas. Esta práctica es comúnmente referida como quemado,
y se realiza con frecuencia para los componentes electrónicos. La
determinación del tiempo correcto del quemado requiere el uso de
metodologías de confiabilidad, así como la optimización de los costos
implicados (es decir costo de fallas tempranas contra el costo de
quemar), para determinar la tasa óptima de fallas en el envío.
4.8.3 Reducción al mínimo del costo del fabricante
La figura 4.16 muestra la confiabilidad del producto en el eje x y el costo
del productor en el eje y.
Figura 4.16: Costo total del producto vs confiabilidad del producto
Fuente: Mariani, 2007.
149
Si el fabricante aumenta la confiabilidad de su producto, él aumentará el
costo del diseño y/o de la producción del producto. Sin embargo, un bajo
costo de diseño y de producción no implica un bajo costo total del
producto. El costo total del producto no se debe calcular como
simplemente el costo del producto cuando sale del muelle del envío, sino
como el costo total del producto durante el transcurso de su vida. Esto
incluye los costos de la garantía y de reemplazo para los productos
defectuosos, los costes incurridos por la pérdida de clientes debido a los
productos defectuosos, la pérdida subsecuente de ventas, etc.
Aumentando la confiabilidad del producto, uno podría aumentar los
costes iniciales del producto, pero disminuir los costes del soporte. Un
coste total mínimo óptimo del producto puede ser determinado y ser
puesto en ejecución calculando la confiabilidad óptima para tal
producto. La figura 4.16 representa tal panorama. El costo total del
producto es la suma de los costos de producción y de diseño así como
los otros costos del post-envío. Se puede ver que en un nivel óptimo de
confiabilidad, el costo total del producto es mínimo. El nivel óptimo de
confiabilidad es el que coincide con el costo total mínimo sobre el
transcurso de la vida entera del producto.
4.8.4 Ventajas de un programa de ingeniería de confiabilidad
Tiempo óptimo de quemado.
Período óptimo de garantía y costos estimados de la garantía.
Tiempo óptimo de reemplazo preventivo para los componentes en
un sistema reparable.
150
Requerimientos de los repuestos y tasa de producción, dando por
resultado un control mejorado del inventario con la predicción
correcta de los requerimientos de los repuestos.
Una mejor información sobre los tipos de fallas experimentadas
por las piezas y sistemas que ayudan a los esfuerzos de diseñar,
de investigar y de desarrollar para reducir al mínimo estas fallas.
Establecimiento de cuáles fallas ocurren en un determinado
tiempo en la vida de un producto y de una mejor preparación para
hacer frente a ellos.
Estudios de los efectos de la edad, aplicación y duración de la
misión y niveles de la tensión de la operación en confiabilidad.
Una base para comparar dos o más diseños y elegir el mejor
diseño desde el punto de vista de la confiabilidad.
Evaluación de la cantidad de redundancia presente en el diseño.
Estimaciones de la redundancia requerida para alcanzar la
confiabilidad especificada.
La dirección con respecto a las decisiones de la acción correctiva
para reducir al mínimo las fallas y para reducir los tiempos de
mantenimiento y de reparación, los cuales eliminarán el
sobredimensionamiento.
La ayuda proporciona las pautas para las prácticas del control de
calidad.
151
La optimización del objetivo de la confiabilidad que se debe
diseñar en productos y sistemas para el costo total mínimo de
poseer, operar y mantener durante el transcurso de sus vidas.
La capacidad de conducir estudios de compensación entre
parámetros tales como confiabilidad, mantenimiento,
disponibilidad, costo, peso, volumen, operatividad, utilidad y
seguridad para obtener el diseño óptimo.
Reducción de costos de garantía o, para el mismo costo, aumento
en el tiempo y la cobertura de la garantía.
Establecimiento de las pautas para la evaluación de distribuidores
desde el punto de vista de la confiabilidad del producto.
Promoción de ventas en base a índices de confiabilidad y
mediciones con ventas y departamentos de marketing.
Aumento de la satisfacción de cliente y un aumento de ventas
como resultado de la satisfacción del cliente.
Promoción de la imagen y de la reputación positivas de la
compañía.
4.8.5 Confiabilidad y Control de calidad
Aunque los términos confiablidad y calidad son a menudo usados
indiferentemente, hay una diferencia entre estas dos disciplinas.
Mientras que la confiabilidad se refiere al rendimiento de un producto en
el curso de su vida entera, el control de calidad se refiere al rendimiento
de un producto en un punto de tiempo, generalmente durante el proceso
de fabricación. Según lo indicado en la definición, la confiabilidad
152
asegura que los componentes, el equipo y los sistemas funcionan sin
falla por períodos deseados durante su entera vida de diseño, desde el
concepto (nacimiento) hasta su desecho (muerte). El control de calidad
es solo, no obstante, vital acoplamiento en el proceso total de la
confiabilidad. El control de calidad asegura conformidad a las
especificaciones. Esto reduce la variación de la fabricación, que puede
degradar la confiabilidad. El control de calidad también comprueba que
las piezas y los componentes entrantes cumplan las especificaciones,
que los productos sean examinados y probados correctamente, y que
los productos enviados tienen un nivel de calidad igual o mayor que lo
especificado. El nivel especificado de la calidad debe ser tal que sea
aceptable a los usuarios, al consumidor y al público. Ningún producto
puede realizarse confiablemente sin las entradas del control de calidad
porque la calidad de las piezas y de los componentes es necesaria
fabricar el producto para asegurar su confiabilidad.
4.8.6 Variables aleatorias
La mayoría de los problemas en la ingeniería de la confiabilidad se
ocupan generalmente de medidas cuantitativas, tales como el tiempo
hasta la falla de un componente, o si el componente falla o no falla. Al
juzgar si un componente es defectuoso o no defectuoso, solamente son
posibles dos resultados. Se puede denotar una variable aleatoria X
como representante de estos resultados posibles (es decir defectuoso o
no defectuoso). En este caso, X es una variable aleatoria que puede
tomar solamente estos valores.
153
En el caso de tiempos hasta la falla, la variable aleatoria X puede tomar
el tiempo hasta la falla (o el tiempo de un evento de interés) del producto
o componente y puede estar en una gama a partir de O al infinito
(puesto que no sabemos el tiempo exacto).
En el primer caso, donde la variable aleatoria puede tomar solamente
dos valores discretos (ejemplo que defectuoso = O y no defectuoso = 1),
la variable sería una variable aleatoria discreta. En el segundo caso, el
producto se puede encontrar con fallas en cualquier momento después
del tiempo O, es decir en 12.4 horas o en 100.12 horas y así
sucesivamente, así X puede tomar cualquier valor en esta gama. En
este caso, la variable aleatoria X sería una variable aleatoria continua.
4.8.7 Distribuciones
Una distribución estadística es descrita completamente por su pdf (o
función de densidad de probabilidad). Se utiliza la definición pdf para
mostrar el resto de las funciones comúnmente usadas en la ingeniería
de confiabilidad.
Existen diversas distribuciones y cada una de ellas tiene una forma
definida f (t). Estas distribuciones fueron formuladas para modelar o
representar matemáticamente ciertos comportamientos. Algunas
distribuciones tienden a representar mejor los datos de vida y son más
comúnmente llamadas distribuciones del curso de vida.
154
4.8.8 Parámetros de las distribuciones
Las distribuciones pueden tener cualquier número de parámetros.
A medida que el número de parámetros aumenta, así lo hace la cantidad
de datos requeridos para un ajuste apropiado. Generalmente la mayoría
de las distribuciones usadas para el análisis de confiabilidad, se limitan a
un máximo de tres parámetros. Estos tres parámetros se conocen
usualmente como el parámetro de escala, el parámetro de forma y el
parámetro de localización.
4.8.8.1 Parámetro de escala
El parámetro de escala es el tipo más común de parámetro. En el
caso de distribuciones de un parámetro, el parámetro único es el
parámetro de escala. El parámetro de escala define donde cae el
lomo de la distribución, o cuan estirada está la distribución. En el
caso de la distribución normal, el parámetro de la escala es la
desviación estándar.
4.8.8.2 Parámetro de forma
El parámetro de forma, como el nombre implica, ayuda a definir la
forma de una distribución. Algunas distribuciones, tales como la
exponencial o la normal, no tienen un parámetro de forma puesto que
tienen una forma predefinida que no cambia. En el caso de la
distribución normal, la forma es siempre la familiar forma de
campana. El efecto del parámetro de forma en una distribución se
refleja en las formas de la pdf, de la función de confiabilidad y de la
función de la tasa de fallas.
155
4.8.8.3 Parámetro de localización
El parámetro de localización se utiliza para cambiar una distribución
en una dirección u otra. El parámetro de localización, denotado
generalmente como γ, define la localización o ubicación del origen de
una distribución y puede ser positivo o negativo. En términos de
distribuciones del curso de vida, el parámetro de localización
representa un cambio de tiempo.
Figura 4.17: Representación del parámetro de localización
Fuente: Mariani, 2007.
Esto significa que la inclusión de un parámetro de localización para
una distribución cuyo dominio sea normalmente [O, ∞] cambiará el
dominio a [y, ∞], donde él y puede ser positivo o negativo. Esto
puede tener algunos efectos profundos en términos de confiabilidad.
Para un parámetro de localización positivo, esto indica que la
confiabilidad para esa distribución particular es siempre 100% hasta
156
ese punto y. Es decir que no puede ocurrir una falla antes de este
tiempo y.
4.8.9 Las Funciones de Densidad de Probabilidad y Función de
distribución acumulada.
Al ser el tiempo de vida o tiempo para la falla una variable aleatoria
continua tendrá una función de densidad de probabilidad pdf y por lo
tanto una función de distribución acumulada cdf asociadas a él.
Entonces se denota:
La función de densidad de probabilidad, pdf como f(x).
La función de distribución acumulada, cdf, como F(x).
El pdf y el cdf dan una descripción completa de la distribución de la
probabilidad de una variable aleatoria.
Si X es una variable aleatoria continua, entonces la función densidad de
probabilidad, pdf, de X, es una función f(x) tales que para dos números,
a y b con a <= b.
Gráfico 4.1: Función densidad de la probabilidad
Fuente: Mariani, 2007.
157
(4.4)
Es decir, la probabilidad de que X tome un valor en el intervalo [a, b] es
el área bajo la función de densidad de a hasta b.
La función de distribución acumulada, cdf, es la probabilidad que la
unidad falle después de cierto tiempo t, es decir, F(x) de una variable
aleatoria, X, y para un número x se define:
(4.5)
Para un valor dado x, F(x) es la probabilidad que el valor observado de X
será a lo mucho x.
Los límites de la integración dependen del dominio de f(x). Por ejemplo,
para todas las distribuciones consideradas anteriormente, este dominio
sería [0 + ∞], [-∞, + ∞] o [y, + ∞]. En el caso de [y + ∞] se utiliza el y
constante para denotar un punto arbitrario diferente a cero (o una
localización que indica el punto de partida para la distribución). El grafico
4.2 ilustra la relación entre la función de densidad de probabilidad y la
función de distribución acumulada.
158
Grafico 4.2: Relación entre pdf y cdf
Fuente: Mariani, 2007.
La relación matemática entre la pdf y la cdf está dada por:
(4.6)
Inversamente:
(4.7)
159
El valor de la cdf en x es el área bajo función de densidad de
probabilidad hasta x, si está elegido. También debe precisarse que el
área total debajo de la pdf es siempre igual a 1, o matemáticamente:
(4.8)
Una vez conocidas las funciones pdf o f (t) y cdf o F (t) para una
distribución particular se pueden determinar otras características del
modelo, entre ellas tres funciones empleadas comúnmente cuando se
trata con datos de confiabilidad.
4.8.9.1 La función de Confiabilidad o supervivencia
La función de confiabilidad indica la probabilidad de que la unidad
sobreviva hasta cierto tiempo t.
Se escribe como R (t), conocida también como función
supervivencia. Sobre dicha base se puede escribir:
(4.9)
Dónde:
R (t) = Función de supervivencia.
F (t) = Función de distribución.
La confiabilidad es igual a 1 menos la probabilidad de falla. Las
funciones se muestran en el grafico 4.3.
160
Grafico 4.3: Confiabilidad y Probabilidad de falla
Fuente: Mariani, 2007.
4.8.9.2 Función Riesgo o probabilidad de falla
Otra cantidad muy importante en los estudios y cálculos de
confiabilidad es la velocidad de falla de las unidades; esta se
determina por la función llamada riesgo y se escribe h (t), y se define
como:
(4.10)
Dónde:
f (t) = Función de densidad.
R (t) = Función de supervivencia.
La función riesgo o función velocidad instantánea de falla indica “la
tendencia o inclinación a la falla” o “riesgo” para la unidad, luego de
transcurrido el tiempo t.
161
A partir del gráfico de h (t), se puede obtener una representación útil
del comportamiento de la unidad. En la figura 4.18 se muestran los
tres casos comunes.
Figura 4.18: Diferentes velocidades de falla
Fuente: Mariani, 2007.
162
4.8.9.3 Tiempo Medio entre Fallas (MTBF)
El tiempo medio entre fallas (MTBF) o vida media es un concepto
utilizado muy frecuentemente en los trabajos sobre confiabilidad
electrónica y eléctrica (también mecánica). Se define como el “tiempo
de vida promedio” o esperado de un ítem. Así, según la definición de
MTBF, se obtiene:
(4.11)
Dónde:
µ Ó MTBF = Tiempo medio entre fallas.
β = parámetro de forma.
η = parámetro de escala.
γ = parámetro de localización.
Teniendo el factor función gamma señalado en amarillo se procede a
ubicar el valor de la función gamma en la tabla de valores de la
función gamma.
Es posible obtenerlo por la función Excel EXP (GAMMA.LN ()).
163
4.8.10 La distribución Weibull
La distribución Weibull es una distribución de confiabilidad de fines
generales usada para modelar fuerza de materiales, los tiempos hasta la
falla de componentes electrónicos y mecánicos, equipos o sistemas.
Cuando las fallas ocurren en servicio, es necesario calcular una
predicción del número de fallas que podrían ocurrir en un próximo
periodo de tiempo.
La distribución Weibull provee con mayor frecuencia los mejores
cálculos de la vida de los componentes, esto se da debido al rango
amplio de los parámetros y las familias de distribuciones que cubre,
incluyendo la distribución normal, exponencial y poisson.
4.8.10.1 Datos para el análisis Weibull
Los datos precisos para una distribución Weibull son las edades de
las partes componentes o sistemas que fallan, estos datos pueden
ser:
Tiempos de operación de equipos (horas, meses,
kilómetros).
Arranques y paradas.
Lanzamientos de aviones o equipos militares.
Tiempos de almacenamiento.
Ciclos de fatiga.
Ciclos de alto estrés.
Altas temperaturas.
164
4.8.10.2 Estimación de los parámetros Weibull mediante el método de los
mínimos cuadrados.
El método de los mínimos cuadrados lineal se usa para todo el
análisis de regresión, a excepción de los casos de Weibull de tres
parámetros, Weibull mezclado, distribuciones gamma y gamma
generalizadas donde se emplea una técnica no lineal de regresión.
El método de los mínimos cuadrados requiere que una línea recta sea
fijada a un conjunto de puntos de datos, tal que la suma de los
cuadrados de la distancia de los puntos a la línea ajustada sea
reducida al mínimo. Esta minimización se puede realizar en la
dirección vertical u horizontal. Si la regresión está en X, entonces se
fija la línea para reducir al mínimo las desviaciones horizontales de los
puntos a la línea. Si la regresión está en Y, entonces esta significa
que la distancia de las desviaciones verticales de los puntos a la línea
reducida al mínimo. Esto se ilustra en la siguiente figura.
Figura 4.19: Distancia de las desviaciones x e y
Fuente: Mariani, 2007.
165
4.8.10.2.1 Regresión de rangos en Y
Según el principio de los mínimos cuadrados, que reduce al mínimo
la distancia vertical entre los puntos de datos y la línea recta fijada a
los datos, la mejor línea recta apropiada a estos datos es la línea
recta y = a + bx tales que:
(4.12)
Dónde:
a = Punto de intersección o coordenada de origen.
b = Pendiente de la recta o parámetro de la forma.
N = Numero de los puntos de datos o parámetro de escala.
Estas ecuaciones son reducidas al mínimo por estimaciones de a y b
tales que:
(4.13)
(4.14)
166
(4.15)
4.8.10.2.2 Coeficiente de correlación
El coeficiente de correlación es una medida que muestra cuan bien el
modelo de regresión lineal se ajusta a los datos y es denotado
generalmente por p. En el caso de análisis de datos de vida, es una
medida para la fortaleza de la relación lineal (correlación) entre los
rangos medianos y los datos. Se define el coeficiente de correlación
de la población como sigue:
(4.16)
Donde
= covarianza de x y de y
= desviación estándar de x,
= desviación estándar de y.
El estimador de p es el coeficiente de correlación de la muestra, dado
por:
167
(4.17)
La gama de p es de -1 <= p <= 1.
Figura 4.20: Gama de p
Fuente: Mariani, 2007
Cuanto más cercano el valor está a +/- 1, mejor es el ajuste lineal. +
1 indica que un perfecto ajuste con una pendiente positiva, mientras
que – 1 indica un ajuste perfecto con una pendiente negativa.
Por la función Excel COEF.DE.CORREL también es posible calcular
el coeficiente de correlación.
Un valor de coeficiente de correlación de cero indicaría que los datos
están dispersados aleatoriamente y no tendría ningún patrón o
correlación en lo referente al modelo de regresión lineal.
Un valor de 100% indica que el coeficiente de correlación se ajusta a
la ecuación de la recta por lo tanto el parámetro de localización es 0.
168
4.8.10.3 Funciones de la confiabilidad Weibull
En su caso más general, la pdf de Weibull de tres parámetros se
define por:
(4.18)
Donde
f (t) = Función de densidad.
β = parámetro de forma.
η = parámetro de escala.
γ = parámetro de localización.
t = tiempo de falla.
Cuando se determina que el parámetro de localización es 0 se le
llama Weibull de dos parámetros.
La cdf se define por:
(4.19)
169
Dónde:
F (t) = Función de distribución de fallas.
β = parámetro de forma.
η = parámetro de escala.
γ = parámetro de localización.
t = tiempo de falla.
Como se mencionó, las funciones de confiabilidad, de supervivencia
y el tiempo medio entre fallas son la consecuencia de haber
determinado la pdf y la cdf.
4.8.10.4 Factibilidad técnica
Los parámetros β y η de la distribución Weibull son los valores
usados para el análisis de vida de los componentes.
β muestra la clase de falla como son mortalidad infantil, aleatoria,
desgaste, y se llama parámetro de la forma porque determina la
familia o el tipo de distribución.
η es el parámetro de vida.
La curva de la bañera mencionada anteriormente en este capítulo
explica las fallas que pueden ocurrir en el tiempo para un
determinado equipo. El parámetro de la forma se ubica en esta curva
y adquiere ciertos valores en el tiempo como se muestra en la figura
4.21.
170
Figura 4.21: Valores β en la curva de la bañera
Fuente: Murillo, 2001.
4.8.10.4.1 β menor a 1 implica mortalidad infantil
Los equipos electrónicos y mecánicos pueden iniciar con una alta
tasa de fallas en el inicio de los proyectos y nuevos diseños, esto se
puede deber a las siguientes razones:
Problemas de ensamblaje.
Problemas de producción.
Problemas de control de calidad.
Fallas en componentes eléctricos.
4.8.10.4.2 β igual a 1 implica fallas aleatorias
Falla independientemente del tiempo de operación y es igual a una
distribución exponencial, se puede deber a:
Errores humanos.
Fallas debido a la naturaleza
171
Mantenimiento inapropiado.
Intervalos entre fallas
4.8.10.4.3 β es mayor a 1 implica falla por deterioro
Bajo esta clase se ubican la mayoría de las fallas mecánicas y se
puede deber a:
Operar durante largos tiempos con poca frecuencia de
mantenimiento.
Escaso mantenimiento preventivo y predictivo.
Repuestos y partes inadecuadas.
El objetivo del análisis técnico mediante el método Weibull es
conocer el tiempo exacto donde se pueden efectuar tareas de
sustitución o reacondicionamiento cíclicos.
4.8.10.5 Factibilidad económica
El costo de una falla no planeada siempre es mayor que el costo de
mantenimientos planificados.
Si el intervalo de mantenimiento es muy corto, el costo de reemplazo
será muy alto, por el contrario, si este es muy largo, el costo de la
falla no planeada será muy alto.
El análisis Weibull permite encontrar el intervalo del costo efectivo
para el reemplazo del componente.
El costo óptimo por unidad de tiempo viene dado por la siguiente
formula:
172
(4.20)
Dónde:
C (tp) = Costo por unidad de tiempo
Cp = Costo de la tarea preventiva.
Cf = Costo de la tarea correctiva.
R (tp) = Función de supervivencia.
Tp = Duración de la tarea preventiva.
Tf = Duración de la tarea correctiva
tp = Tiempo de la falla.
dt = Diferencial de tiempo.
Con este análisis se determina el tiempo y el costo óptimo para
establecer las estrategias de mantenimiento pertinentes.
4.9 VAN
El valor actual neto consiste en la actualización de los flujos netos de fondos a
una tasa conocida o costo de capital propio. Se puede calcular por la función
Excel VNA o por la siguiente formula:
(4.21)
173
Dónde:
VPN = Valor actual neto.
So = Inversión inicial.
St = Flujo efectivo neto del periodo.
n = Numero de periodos de vida del proyecto.
i = Costo de capital propio
Cuando se trata de evaluar costos, una opción recomendable es el VAC (valor
actual de costos), que permite comparar alternativas de igual vida útil; la
alternativa de solución evaluada que presente el menor VAC es la más
conveniente desde el punto de vista técnico – económico.
La fórmula matemática es la misma que el VAN.
El CAE es un indicador económico que también permite comparar alternativas
de igual vida útil.
(4.22)
Dónde:
CAE = Costo anual equivalente.
VAC = Valor actual de los costos.
174
n = Numero de periodos de vida del proyecto.
i = Costo de capital propio
El costo de capital propio se puede calcular utilizando el modelo de valuación
de activos CAPM, el cual según Gitman (2007), es un modelo de precios de
activos de capital utilizado para valorar activos en mercados financieros
desarrollados, que relaciona el riesgo no diversificable y el rendimiento de
todos los activos.
Dicho modelo de valuación propone hallar dicho costo sumando a una tasa
libre de riesgo, una prima por riesgo que ha sido ponderada por la volatilidad
del resultado de la empresa respecto de la volatilidad del mercado, e
incluyendo además una prima por riesgo país. Se calcula por medio de la
siguiente fórmula:
(4.23)
Dónde:
rE = Costo de capital propio.
Rf = Tasa libre de riesgo.
β = Beta del sector.
Rm – Rf = Prima por riesgo de mercado.
RP = Prima por riesgo país.
175
Los siguientes conceptos fueron presentados por Salardi, Solís (2009):
4.9.1 Tasa libre de riesgo
La tasa libre de riesgo es el retorno esperado para un activo sin riesgo
de incumplimiento, existiendo el consenso de tomar como indicador de
esta tasa al rendimiento ofrecido por los bonos del tesoro
norteamericano a 10 años de los últimos 12 meses.
4.9.2 Beta del mercado
El beta es un coeficiente que recoge la volatilidad de una cartera,
empresa, sector; con respecto al conjunto del mercado del cual forma
parte, recogiendo con ello el riesgo sistemático.
4.9.3 Prima por riesgo de mercado
Es el diferencial entre la rentabilidad esperada de invertir en activos
riesgosos y la rentabilidad que ofrecen los papeles estatales de renta fija
norteamericanos.
4.9.4 Prima por riesgo país
La prima por riesgo país involucra la idea de una compensación
adicional al inversionista por invertir en el Perú, asumiendo los riesgos
inherentes a dicha situación.
176
CAPITULO V
DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS QUE CONFORMAN EL MOLINO Y
DIAGNOSTICO DE LA SITUACION ACTUAL
177
5.1 Flow sheet del molino Loesche 56 2 + 2
Figura 5.1: Flow sheet Molino Loesche 56 2+2
Fuente: Mischorr, 2010
178
5.2 Descripción del proceso
En el proceso de cemento del molino vertical Loesche 56 2 + 2 el material es
alimentado mediante tres balanzas de materias primas; de yeso, puzolana y
Clinker respectivamente, el material es descargado hacia una tolva de
almacenamiento temporal (tolva pulmón) por medio de unas fajas
transportadoras.
La balanza principal alimenta el material almacenado en la tolva pulmón hacia
el molino pasando por una válvula rotativa que dosifica la caída del material y
evita el desgaste excesivo de los componentes de la cámara interior del molino.
El aditivo de molienda es inyectado por una bomba mientras el material pasa
por la válvula rotativa.
El material ingresa a la mesa de molienda accionada por el motor - reductor y
por las fuerzas centrífugas de esta, el material es esparcido hacia el dam ring
que da forma a la cama de material, mientras tanto los rodillos esclavos
comprimen el material y los rodillos máster muelen el material comprimido.
Simultáneamente una bomba centrífuga inyecta agua debajo de las llantas de
los rodillos para facilitar la molienda y evitar vibraciones del reductor.
El flujo de gases generado por el ventilador principal ingresa por el nozzle ring
y transporta el material molido por los rodillos máster hacia el clasificador
dinámico. Este flujo de gases a la salida del molino debe tener una temperatura
de 80+/- 5 ° Celsius para secar el material, la temperatura se obtiene por medio
de dos ductos que provienen del enfriador del horno 2 de la planta de cemento,
los cuales llegan en valores de 90 a 130 ° Celsius.
179
Ocasionalmente cuando el horno 2 está parado se usan los gases calientes
que provienen de un quemador de diesel 2.
En el clasificador dinámico el material golpea contra los álabes fijos y luego
contra los álabes móviles del rotor, una vez pasados los álabes móviles el
material ya clasificado es transportado por el flujo hacia el filtro de mangas
principal.
El cemento se adhiere a las mangas del filtro mientras que válvulas con aire
comprimido de éste, se activan mediante la orden de una secuencia
electrónica, golpeando las mangas y haciendo que el cemento caiga hacia un
conjunto de aerodeslizadores y elevadores de cangilones que transportan el
material hacia los silos de almacenamiento de producto terminado.
La operación del proceso productivo se controla desde el sistema SCADA que
permite supervisar y controlar las variables del proceso a distancia
proporcionando comunicación con los equipos de campo (controladores
autónomos) y controlando el proceso de forma automática por medio de un
software especializado.
En las figuras 5.2, 5.3, 5.4 y 5.5 se muestran las pantallas de operación del
sistema SCADA.
180
5.3 Pantallas de operación del sistema SCADA
Figura 5.2: Molienda de cemento
Fuente: SCADA Yura S.A.2012
181
Figura 5.3: Transporte de materia prima
Fuente: SCADA Yura S.A.2012
182
Figura 5.4: Sistema de lubricación del reductor
Fuente: SCADA Yura S.A.2012
183
Figura 5.5: Sistemas hidráulicos de los rodillos
Fuente: SCADA Yura S.A.2012
184
5.4 Partes del molino
Para fines de la investigación, los equipos se van a clasificar en equipos
principales que son los equipos propiamente del molino y equipos auxiliares
que son los equipos de transporte y despolvorizacion de material usados en la
industria minera y cementera en general. El funcionamiento de los equipos
auxiliares ya ha sido detallado en el capítulo III, por lo que en este capítulo solo
se van a mencionar para que posteriormente se tenga una referencia de ellos
en la aplicación de la metodología en el capítulo siguiente.
5.4.1 Equipos auxiliares
En la tabla 5.1 se lista la descripción detallada de los equipos auxiliares
del molino.
185 Tabla 5.1: Equipos auxiliares del molino
Equipo Denominación de objeto técnico Fabricante Potencia Unidad
L3-2001-1 Descargador puzolana 1 250 TM/H L3-2001-1A Motor reductor descarga puzolana 1 SEW 1.5 KW L3-2001-2 Descargador puzolana 2 250 TM/H
L3-2001-2A Motor reductor descarga puzolana 2 SEW 1.5 KW L3-2002 Filtro compacto despolvorizacion WAM 5.5 KW
L3-2003-1 Descargador yeso 1 250 TM/H L3-2003-1A Motor reductor descargador yeso 1 SEW 1.5 KW L3-2003-2 Descargador yeso 2 250 TM/H
L3-2003-2A Motor reductor descargador yeso 2 SEW 1.5 KW L3-2004-1 Filtro compacto despolvorizacion WAM 5.5 KW L3-2004-2 Filtro compacto despolvorizacion WAM 5.5 KW L3-2005 Faja transportadora yeso SIG 300 TM/H
L3-2005-1 Motor reductor faja transportadora yeso SEW 30 KW L3-2006 Filtro compacto despolvorizacion WAM 5.5 KW L3-2007 Faja transportadora puzolana SIG 300 TM/H
L3-2007-1 Motor reductor faja transportadora puzolana SEW 30 KW L3-2008-1 Descargador Clinker 1 280 TM/H
L3-2008-1A Motor reductor descargador Clinker 1 SEW 2.2 KW L3-2008-2 Descargador Clinker 2 280 TM/H
L3-2008-2A Motor reductor descargador Clinker 2 SEW 2.2 KW L3-2008-3 Descargador Clinker 3 280 TM/H
L3-2008-3A Motor reductor descargador Clinker 3 SEW 2.2 KW L3-2008-4 Descargador Clinker 4 280 TM/H L3-2008-A Motor reductor descargador Clinker 4 SEW 3 KW L3-2009 Filtro compacto despolvorizacion WAM 3 KW L3-2010 Filtro compacto despolvorizacion WAM 5.5 KW
186
L3-2011 Faja transportadora Clinker SIG 300 TM/H L3-2011-1 Motor reductor (cabeza) faja Clinker SEW 30 KW L3-2011-2 Motor reductor (cola) faja Clinker SEW 22 KW L3-2012 Filtro compacto despolvorizacion WAM 5.5 KW L3-2013 Faja transportadora ascendente n° 1 SIG 300 TM/H
L3-2013-1 Motor reductor faja transportadora SEW 30 KW L3-2014 Elevador de cangilones AUMUND 400 TM/H
L3-2014-1 Motor elevador cangilones 75 KW L3-2015 Winche YALE 2.3 KW
L3-2016-1 Motor reductor válvula tres vías SEW L3-2016-2 Compuerta de 02 vías L3-2016-A Compuerta de Clinker
L3-2016-A1 Motor reductor compuerta Clinker SEW EURODRIVE L3-2016-B Compuerta de puzolana y yeso
L3-2016-B1 Motor reductor compuerta puzolana y yeso SEW EURODRIVE L3-2017 Filtro de despolvorizacion DONALSON L3-2018 Ventilador filtro de despolvorizacion SANDVIK 50 HP L3-2019 Válvula rotatoria filtro de despolvorizacion SANDVIK 50 HP L3-2020 Compresor ir up6-40-115 INGERSOLL RAND 30 KW L3-2026 Separador magnético ERIEZ
L3-2026-1 Motor separador magnético RELIANCE ELECTRIC 3 HP L3-2101-1 Tolva de yeso CMS 80 TM L3-2101-2 Tolva de puzolana CMS 150 TM L3-2101-3 Tolva de Clinker CMS 300 TM L3-2102-1 Balanza dosificadora de yeso SCHENCK PROCESS 15 TM/H
L3-2102-1A Motor reductor faja de balanza yeso SEW 1.5 KW L3-2102-2 Balanza dosificadora de puzolana SCHENCK PROCESS 65 TM/H
L3-2102-2A Motor reductor faja balanza puzolana SEW 3 KW L3-2102-3 Balanza dosificadora de Clinker SCHENCK PROCESS 190 TM/H
187
L3-2102-3A Motor reductor faja balanza Clinker SEW 0.75 KW L3-2103 Faja transportadora ascendente n° 2 SIG 250 TM/H
L3-2103-2 Motor reductor faja ascendente nº 2 SIEMENS 60 HP L3-2105 Separador magnético ERIEZ
L3-2105-1 Motor separador magnético 2 HP L3-2106 Detector de metales TECTRON L3-2107 Faja transportadora ascendente n° 3 SIG 200 TM/H
L3-2107-1 Motor reductor faja ascendente nº 3 SEW 7.5 KW L3-2108 Válvula de paso de 2 vías CMS L3-2109 Tolva pulmón CMS 50 TM L3-2110 Balanza dosificadora SHENCK 200 TM
L3-2110-1 Motor balanza dosificadora SEW 3 KW L3-2111-1 Electrobomba centrífuga para aditivo HIDROSTAL L3-2111-2 Electrobomba centrífuga para aditivo HIDROSTAL L3-2111-3 Electrobomba centrífuga para agua HIDROSTAL L3-2111-4 Electrobomba centrífuga para agua HIDROSTAL L3-2112 Válvula de paso de 2 vías L3-2113 Válvula rotativa KREISEL
L3-2113-1 Motor válvula rotativa SEW L3-2114 Ventilador de aire de sello 12.6 KW L3-2119 Separador magnético ERIEZ
L3-2119-1 Moto reductor separador magnético SEW EURODRIVE 0.75 KW L3-2120 Faja transportadora de rechazos molino SIG 40 TM/H
L3-2120-1 Motor reductor faja de rechazo SEW 4 KW L3-2121 Elevador de cangilones AUMUND 45 TM/H
L3-2121-1 Motor elevador cangilones SIEMENS 15 KW L3-2121-2 Motor auxiliar elevador cangilones FLENDER L3-2123 Filtro de despolvorizacion DONALSON L3-2124 Ventilador filtro de despolvorizacion SANDVIK 30 HP
188
L3-2126 Ventilador de filtro VENTI OELDE 750000 m3/h L3-2126-1 Motor ventilador SIEMENS 2000 KW L3-2126-2 Variador de frecuencia (driver) ALLEN BRADLEY L3-2126-3 Sistema de refrigeración de driver LG L3-2127 Compuerta regulación “r” EDELHOFF GMBH
L3-2127-1 Motor compuerta regulación “r” AUMA 0.75 KW L3-2128 Compuerta regulación “s” EDELHOFF GMBH
L3-2128-1 Motor compuerta regulación “s” AUMA 0.37 KW L3-2129 Generador de gas caliente loma SAACKE
L3-2129-1 Quemador SAACKE L3-2129-2 Quemador (motor) LAMMERS 6.3 KW L3-2129-4 Ventilador quemador SANDVIK 34.5 KW L3-2133 Compuerta regulación “y” EDELHOFF GMBH
L3-2133-1 Motor compuerta regulación “y” 0.37 KW L3-2134 Compuerta regulación “w” EDELHOFF GMBH
L3-2134-1 Motor compuerta regulación “w” AUMA 0.37 KW L3-2135 Compuerta regulación “z” EDELHOFF GMBH
L3-2135-1 Motor compuerta regulación “z” AUMA 0.37 KW L3-2137-1 Compresor 1 ir epe300-2s INGERSOLL RAND 300 HP L3-2137-2 Compresor 2 (stand by) ir epe300-2s INGERSOLL RAND 300 HP L3-2137-3 Secador de aire ir INGERSOLL RAND L3-2139 Ventilador 1 aire sello rodillo master AIRTEC
L3-2139-1 Motor ventilador 1 aire/sello/rodillo/master WEG L3-2140 Ventilador 2 aire sello rodillo master AIRTEC
L3-2140-1 Motor ventilador 2 aire/sello/rodillo/master WEG L3-2141 Sistema/enfriamiento/lubricación reductor
L3-2141-1 Bomba de agua n°1 HIDROSTAL L3-2141-2 Bomba de agua stand by n°1 HIDROSTAL L3-2142-1 Bomba de agua n°2 HIDROSTAL
189
L3-2142-2 Bomba de agua stand by n°2 HIDROSTAL L3-2201 Filtro principal FULLER
L3-2203-1 Soplador de aire 1 NYB 15 HP L3-2203-2 Soplador de aire 2 NYB 15 HP L3-2204-1 Válvula rotatoria 1 FULLER BULK H
L3-2204-1A Motor válvula rotatoria 1 SEW 3 HP L3-2204-2 Válvula rotatoria 2 FULLER BULK H
L3-2204-2A Motor válvula rotatoria 2 SEW 3 HP L3-2204-3 Válvula rotatoria 3 FULLER BULK H
L3-2204-3A Motor válvula rotatoria 3 SEW 3 HP L3-2204-4 Válvula rotatoria 4 FULLER BULK H
L3-2204-4A Motor válvula rotatoria 4 SEW 3 HP L3-2205 Filtro compacto de despolvorizacion WAM 5.5 KW L3-2212 Filtro compacto de despolvorizacion WAM 5.5 KW L3-2213 Soplador de aire canaleta aerodeslizador 250 TM/H
L3-2213-1 Motor soplador aire canaleta aerodeslizador WEG 15 HP L3-2214 Canaleta aerodeslizador para cemento 250 TM/H L3-2215 Elevador de cangilones AUMUND 250 TM/H
L3-2215-1 Motor elevador cangilones SIEMENS 30 KW L3-2215-2 Motor auxiliar elevador cangilones FLENDER 1.8 KW L3-2217 Soplador de aire canaleta aerodeslizador AIRTECH 250 TM/H
L3-2217-1 Motor soplador aire canaleta aerodeslizador WEG 10 HP L3-2218 Canaleta aerodeslizador para cemento L3-2219 Distribuidor L3-2220 Compuerta de cemento CMS L3-2221 Soplador de aire canaleta aerodeslizador AIRTECH 250 TM/H
L3-2221-1 Motor soplador aire canaleta aerodeslizador WEG 10 HP L3-2222 Canaleta aerodeslizador para cemento CMS 250 TM/H L3-2223 Compuerta de cemento CMS
190
L3-2224 Soplador de aire canaleta aerodeslizador AIRTECH 250 TM/H L3-2224-1 Motor soplador aire canaleta aerodeslizador WEG 10 HP L3-2225 Canaleta aerodeslizador para cemento CMS 250 TM/H L3-2226 Soplador de aire canaleta aerodeslizador AIRTECH 250 TM/H
L3-2226-1 Motor soplador aire canaleta aerodeslizador WEG 10 HP L3-2227 Canaleta aerodeslizador para cemento CMS 250 TM/H L3-2228 Compuerta de cemento CMS L3-2229 Soplador aire canaleta aerodeslizador AIRTECH 250 TM/H
L3-2229-1 Motor soplador aire canaleta aerodeslizador WEG 10 HP L3-2230 Canaleta aerodeslizador para cemento CMS 250 TM/H
L3-SE2000 Subestación de molino LOESCHE EN-SILO1 Silo/n°/1 2500 TM EN-SILO2 Silo/n°/2 2500 TM EN-SILO3 Silo/n°/3 2500 TM EN-SILO4 Silo/n°/4 2500 TM EN-SILO5 Silo/n°/5 5000 TM EN-SILO6 Silo/n°/6 10000 TM L3-2240 Compuerta de 02 vías L3-2241 Canaleta aerodeslizador 1 250 TM/H
L3-2241-A Ventilador de canaleta 1 12.5 HP L3-2242 Canaleta aerodeslizador 2 250 TM/H
L3-2242-A Ventilador de canaleta 2 12.5 HP L3-2243 Canaleta aerodeslizador 3 250 TM/H
L3-2243-A Ventilador de canaleta 3 12.5 HP L3-2244 Canaleta aerodeslizador 4 250 TM/H
L3-2244-A Ventilador de canaleta 4 12.5 HP L3-2245 Elevador de cangilones AUMUND 250 TM/H
L3-2245-A Motor principal elevador cangilones L3-2245-B Motor auxiliar elevador cangilones
191
Fuente: SAP Yura S.A.2012
L3-2246 Filtro de mangas LIYANG L3-2246-A Ventilador de filtro de mangas L3-2246-B Válvula rotativa de filtro de mangas L3-2247 Filtro de mangas LIYANG
L3-2247-A Ventilador de filtro de mangas L3-2247-B Válvula rotativa de filtro de mangas EN-1103 Canaleta aerodeslizador 250 TM/H
EN-1103-A Ventilador de canaleta 12.5 HP EN-1103-B Compuerta de derivación EN-1104 Canaleta aerodeslizador 250 TM/H
EN-1104-A Ventilador de canaleta 12.5 HP EN-1104-B Compuerta de derivación EN-1105 Filtro de mangas
EN-1105-A Ventilador de filtro de mangas EN-1105-B Válvula rotativa de filtro de mangas
192
5.4.2 Equipos principales
Los equipos principales son el reductor, la cámara de rechazo, la cámara
de molienda, sistemas de lubricación e hidráulicos y el clasificador
dinámico.
5.4.2.1 Reductor
Para reducir la velocidad del motor, el reductor cuenta con un
engranaje cónico y dos planetarios (dispuestos verticalmente).
El piñón de ataque flotante del primer planetario está conectado al
eje del engranaje cónico por medio de un acople doble coronado.
El soporte axial es realizado por un disco de empuje de plástico.
Los grados de libertad permiten que el engranaje central interior
esté dispuesto de tal forma que se produzca un engrane igual de
los dientes e igual distribución de carga en los tres engranajes
planetarios.
Los engranajes del planetario son esféricos en sus ejes,
soportados en rodamientos de rodillos autoalineantes para que
ellos se puedan adaptar al patrón de carga de sus dientes.
El torque es transmitido en el engranaje central interior del
segundo planetario que está fijado a través de los dientes del
acoplamiento montados en el acoplamiento del eje. El
acoplamiento del eje está conectado rígidamente en su parte baja
con el porta planetario.
El porta planetarios está fijado verticalmente, su peso es
soportado por una brida de fijación acomodada en la brida del
193
segundo planetario por medio de un tirante, el cual esta soportado
en un rodamiento anti fricción.
El toque es introducido en el piñón del segundo planetario en seis
engranajes planetarios. Hay una distribución pareja del torque ya
que los engranajes planetarios están dispuestos en pares y por un
piñón libre.
El porta planetario es llevado en un rodamiento radial. Una tarea
adicional del rodamiento radial es guiar la placa de empuje que
está conectada rígidamente al porta planetario.
Ambos anillos con dentadura interna están conectados
rígidamente con la cubierta por la porta anillos en común.
La sensibilidad de perturbación del engranaje completo superior
es por lo tanto reducida a un mínimo gracias el libre movimiento.
Los dientes de los engranajes no son afectados por los
movimientos de bamboleo de la cámara de molienda y/o el disco
de empuje debido a desbalances del molino con vibraciones
causadas por los rodillos.
El eje de entrada esta acomodado en dos amplios rodamientos
anti fricción. En el lado de entrada hay un par de rodamientos de
rodillos cónicos en disposición x sirviendo como un rodamiento
axial, en el lado del engranaje cónico hay un rodamiento de
rodillos autoalineante.
194
Para absorber la presión axial del molino así como el peso del
material a moler y la mesa un rodamiento axial especial está
dispuesto en la parte superior del lado de salida de la cubierta.
El eje de entrada y el rodamiento del disco axial de salida son
sellados por sellos laberintos sin contacto.
Figura 5.6: Reductor RENK
Fuente: Manual de instrucciones de operación RENK, 2000
Datos técnicos:
Tipo: RENK KPV 170.
Identificación RENK: 80103995
Año de fabricación: 2000
Potencia nominal: 4000 KW.
Velocidad de entrada: 1190 rpm.
195
Velocidad de salida: 22 rpm.
Ratio: 53.9.
Carga en rodamiento axial: 6550 KN.
Aceite: 4100 litros de aceite ISO VG 320.
Motor auxiliar: SEW K77DT90L4-TF con variador de
frecuencia, potencia 1.5 KW.
Los rodamientos del reductor tienen sensores de vibración
instalados que ofrecen lecturas de los valores del envolvente de
aceleración (mide la aceleración de las vibraciones de alta
frecuencia), y se puede visualizar desde el SCADA.
5.4.2.2 Cámara de rechazo
La cámara de rechazo es la base del molino, tiene dos funciones
principales las cuales son recibir y evacuar el material grueso
proveniente de la cámara de molienda y recibir los gases calientes
provenientes del ventilador principal por medio de dos ductos,
estos gases ingresan hacia la cámara de molienda y sirven para
transportar el material hacia el filtro principal y luego retornar
hacia el molino en un ciclo cerrado.
En la cámara de rechazo se encuentran los scrapers o rascadores
los cuales se encuentran ubicados en el mismo rotor de la mesa
de molienda, con la finalidad de que al girar empujen el material
grueso hacia una tolva temporal para luego por medio de una faja
ingresar de nuevo al proceso y no tener pérdidas.
196
Figura 5.7: Cámara de rechazo
Fuente: Mischorr, 2010
5.4.2.3 Cámara de molienda
En la cámara de molienda se efectúa la operación de molienda
propiamente dicha, ahí se encuentran los rodillos máster y
esclavos, la mesa, dam ring, nozzle ring, armor ring y las toberas
de inyección de agua.
5.4.2.3.1 Rodillos Máster
Los rodillos Máster son los equipos que muelen el material
fresco que esta sobre la mesa, sus componentes estructurales
son el rocker arm, el eje del rodillo, cubierta exterior del eje, un
eje rotativo, dos juegos de rodamientos, disco de cubierta
interior, sellos de rodamiento, sello para aire, anillo se sujeción,
llanta del rodillo sujetada al eje rotativo, cubierta protectora del
eje y el sumidero de aceite que contiene aproximadamente 190
litros por rodillo.
197
Figura 5.8: Componentes estructurales del rodillo Máster
Fuente: Mischorr, 2010
El rocker arm es el componente que se conecta con el pistón y
transfiere la fuerza hidráulica hacia el rodillo para que éste se
pueda mover, el rocker arm se divide en el superior y el inferior
conectados por un eje.
También se inyecta aire de sello a través del rocker arm dentro
del rodillo para prevenir la penetración del polvo.
Las llantas del rodillo están hechas de una alta aleación de
cromo, resistentes al desgaste pero frágiles, para evitar el daño
de los rodillos estos no deben rebotar muy fuerte cuando se
muele material y evitar el contacto con algún fierro que ingrese
con el material de alimentación. Para evitar que los rodillos
golpeen la mesa, hay un tope mecánico que los mantiene a 20
mm de esta.
198
5.4.2.3.2 Rodillos esclavos
Los rodillos esclavos compactan el material y lo prepara para
ser molido por los rodillos máster, se aplica presión hidráulica
para bajar los rodillos hacia la mesa y para mantener la
posición de trabajo que es de 70 a 100 mm sobre ésta.
Los componentes estructurales de los rodillos esclavos son el
eje del rodillo fijo unido al rocker arm, la cubierta exterior del
eje, eje rotativo, dos juegos de rodamientos, sellos de
rodamientos, llanta del rodillo sujetada al eje, recubrimiento
protector del eje, aire de sello y sumidero de aceite.
Hay 75 litros de aceite por rodillo.
Figura 5.9: Componentes estructurales del rodillo Esclavo
Fuente: Mischorr, 2010
5.4.2.3.3 Mesa de molienda
La mesa de molienda está hecha de cromo duro, posee placas
de soldadura para protegerla del desgaste, las placas se
pueden reemplazar hasta 12 veces según se requiera, el ratio
199
de desgaste típico para moler Clinker es de 6 a 8 gramos por
tonelada de cemento.
5.4.2.3.4 Dam ring
El dam ring retiene el material en la mesa para desarrollar la
altura de cama del material bajo los rodillos, el material de
sobra pasara por encima del dam ring hacia los segmentos
nozzle ring, el material fino se irá hacia arriba del molino
transportado por el flujo de gases y el material grueso caerá
por los segmentos hacia la cámara de rechazo.
El dam ring consiste de un anillo de segmentos soldados uno
sobre otro, la altura del dam ring de este molino es de 340 mm,
la altura total puede ser modificada sacando o colocando más
segmentos según las necesidades de producción.
Realizando las modificaciones en el dam ring se logran los
siguientes efectos:
Estabilización de la operación del molino (control de
vibración).
Optimización del consumo de energía.
Optimización de la calidad del producto.
5.4.2.3.5 Nozzle (Louvre ring)
Actúa como una boquilla para generar un puente aéreo, es
importante que el flujo de gases que circula por ese sector sea
el adecuado para evitar el excesivo rechazo de material, si es
mucho ocasionara más desgaste en la cámara interior. Debajo
200
de cada rodillo máster hay placas fijas del nozzle ring para
evitar el desgaste excesivo de sus ejes.
Las placas del nozzle ring están inclinadas 45° para guiar el
flujo de gases hacia la parte superior.
5.4.2.3.6 Armor ring
Actúa como protección del cuerpo del molino, está inclinado
hacia adentro en 30° para evitar que el material y el gas vayan
hacia las paredes, mucha inclinación hace que haya gran
desgaste en el centro del molino.
El área hueca entre el armor ring y la pared del molino sirve
para que se llene de material durante la operación y actúa
como una protección natural para el desgaste.
Figura 5.10: Mesa de molienda, armor ring, dam ring y nozzle ring
Fuente: Mischorr, 2010
201
5.4.2.3.7 Sistema de inyección de agua
Las bombas de agua de planta proveen a este sistema, luego
existen dos bombas centrifugas dispuestas en paralelo como
forma de protección de la operación, la bomba suministra agua
desde un tanque hacia dos toberas, las cuales están ubicadas
debajo de cada rodillo Máster, estas toberas distribuyen el
agua en el lecho de molienda. Una línea de aire comprimido
está conectada en la misma línea de suministro de agua por
medio de unas válvulas de bola.
Figura 5.11: Plano hidráulico del sistema de inyección de agua
Fuente: Mischorr, 2010
El propósito de inyectar agua al molino es evitar las vibraciones
durante su operación, el aire comprimido conectado en paralelo
a las líneas de agua no debe trabajar en simultáneo con la
inyección de agua, solo se abren las válvulas manuales de la
línea de aire cuando el molino está parado y las toberas
requieren limpieza.
202
Suministrar un gran caudal de agua hacia el molino da como
resultado calidad del cemento baja, incrementa el consumo de
energía del motor principal debido a que reduce la velocidad de
flujo de material debajo de los rodillos haciendo que estos
muelan mayor cantidad, por el contrario poca agua puede
resultar en altas vibraciones del molino.
La inyección de agua se inicia automáticamente cuando se da
alimentación al molino y para automáticamente cuando se corta
la alimentación.
5.4.2.4 Sistemas de lubricación e hidráulicos
Lo componen los sistemas hidráulicos de los rodillos Máster y
esclavos, el sistema de lubricación o recirculación de los rodillos
Máster, el sistema de engrase del rocker arm de los rodillos
Máster, el sistema de lubricación del reductor RENK, el sistema
de alta presión del reductor y el circuito de filtración fina.
5.4.2.4.1 Sistema hidráulico Rodillos Máster
En la figuras 5.12 y 5.13 se muestran los componentes del
sistema hidráulico.
203
Figura 5.12: Componentes del sistema hidráulico de Rodillos
Máster
Fuente: Mischorr, 2010
Figura 5.13: Sistema hidráulico de Rodillos Máster
Fuente: Mischorr, 2010
204
El sistema hidráulico de los rodillos Máster tiene tres funciones,
las cuales son bajar los rodillos durante el arranque
permitiendo un arranque suave con material, elevar los rodillos
al cortar alimentación y proveer la presión hidráulica en la
operación de molienda.
En la operación de molienda el sistema hidráulico provee la
presión hidráulica y absorbe el choque de los rodillos.
Las bombas hidráulicas bombean aceite del tanque a través de
las líneas hacia los cilindros, las válvulas dirigen el aceite hacia
el lugar adecuado y la presión es ajustada, la presión de
operación jala el rocker arm hacia abajo presionando el rodillo
hacia el material mientras que la contrapresión absorbe el
choque adicional para una operación suave del molino.
Cuando el molino para, la contrapresión es incrementada hasta
que los rodillos se levantan (presión de elevación), en
operación, los rodillos saltan hacia arriba y hacia abajo lo cual
resulta en un continuo intercambio de aceite entre los cilindros
y los acumuladores en ambos lados (absorbe el choque).
Datos técnicos:
1400 litros de Aceite ISO VG 32.
Capacidad de las bombas 47.2 litros/min y 175 BAR de
presión (las bombas son idénticas).
Presión de operación del sistema de 80 a 105 BAR.
205
Contrapresión, es la presión mínima que se queda en el
lado de elevación de los cilindros con la finalidad de actuar
en contra la presión de operación de tal forma que se
minimice la vibración del reductor principal. Trabaja de 15 a
20 BAR.
Presión de elevación, cuando el molino está parado el lado
de elevación de los cilindros es bombeado para levantar los
rodillos, solo para mantenimiento se drena toda la presión.
5.4.2.4.2 Sistema de lubricación Rodillos Máster
Los componentes del sistema de lubricación por rodillo máster
son los siguientes:
1 tanque de aceite con sensores de nivel, temperatura y
calentador (resistencias).
1 bomba de presión para transmitir el aceite pre calentado
dentro del rodillo pasando por:
1 filtro de aceite con una válvula bypass.
1 enfriador de aceite con una válvula de control de agua.
Medidores de presión local indicando la presión en la línea
antes y después del enfriador de aceite.
1 válvula de seguridad reguladora de presión antes del
enfriador atrás del tanque.
1 bomba de succión que retorna el aceite del rodillo hacia el
tanque pasando por:
206
1filtro de aceite.
1 medidor local de presión indicando la succión antes del
filtro.
La figura 5.14 muestra los componentes del sistema de
lubricación de los rodillos máster.
Figura 5.14: Sistema de lubricación de Rodillos Máster
Fuente: Mischorr, 2010
Datos técnicos:
850 litros de aceite ISO VG 320 para ambos rodillos.
Capacidad de bomba de presión 61 litros/min.
Capacidad de bomba de succión 11 litros/min.
Con una temperatura del aceite menor a 15º Celsius las
bombas no arrancan.
207
Con una temperatura del aceite menor a 55º Celsius
arranca el calentador de aceite.
Con una temperatura del aceite mayor a 60º Celsius se
para el calentador de aceite.
Con una temperatura del aceite mayor a 70º Celsius se
tiene la alarma de alta temperatura.
Con una temperatura del aceite mayor a 80º Celsius por 30
minutos para las bombas.
La lubricación o recirculación de aceite en los rodillos máster
tiene dos funciones las cuales son enfriar los rodamientos y
empaquetaduras del rodillo e identificar fallas en los sellos por
nivel de tanque bajo antes de que el rodillo se seque.
Si el aceite es muy frio la bomba de presión bombea más
aceite que lo que succiona la bomba de succión y el rodillo se
llena mucho, si el aceite es muy caliente los sellos internos se
pueden dañar, las bombas de succión arrancan varios minutos
antes que las bombas de presión.
La circulación arranca o para 30 minutos después de dar
alimentación al molino para permitir que los rodillos se
calienten o enfríen según sea el caso.
5.4.2.4.3 Sistema de engrase del rocker arm de los rodillos Master
El sistema automático suministra grasa a los rodamientos radial
y axial de los ejes del rocker arm. Existen 12 puntos de
engrase, 6 en cada eje.
208
Las conexiones del rocker arm hacia los cilindros hidráulicos
son engrasadas manualmente, existen 4 puntos de grasa por
rodillo.
Las conexiones entre los cilindros hidráulicos y la base del
molino son engrasadas manualmente, son 2 puntos de grasa
por rodillo.
El engrase automático funciona mediante una bomba que
arranca durante 13 minutos cada 47 minutos mientras el molino
este en trabajo y el engrase manual se hace una vez al día.
Componentes estructurales:
1 bomba de pistones de grasa KPF 2 G.
1 tanque de grasa.
2 distribuidores de grasa.
Figura 5.15: Puntos de engrase del rocker arm de los rodillos Master
Fuente: Mischorr, 2010
209
5.4.2.4.4 Sistema hidráulico Rodillos Esclavos
El sistema emplea una mínima presión hidráulica de 30 BAR,
los rodillos esclavos no están sujetos a inestabilidades de la
mesa de molienda por lo tanto no necesita acumuladores de
nitrógeno. El sistema hidráulico baja los rodillos cuando se da
alimentación y los sube cuando se corta alimentación, en la
operación el control automático ajusta la posición óptima de
trabajo del rodillo esclavo.
Los componentes del sistema hidráulico son los siguientes:
1 tanque de aceite con sensores de nivel, temperatura y
calentador (resistencia).
2 bombas de presión, una por rodillo cada una con una
válvula de seguridad reguladora de presión y medidor local
de presión.
1 filtro de retorno común.
2 válvulas solenoides por bomba.
Botoneras locales para cada rodillo.
2 cilindros hidráulicos.
La figura 5.16 muestra los componentes del sistema hidráulico
de los rodillos esclavos.
210
Figura 5.16: Componentes del sistema hidráulico de Rodillos
Esclavos
Fuente: Mischorr, 2010
Datos técnicos:
100 litros de aceite ISO VG 32.
Capacidad de cada bomba 2.5 litros/min.
Presión de cada bomba 250 BAR.
Presión de elevación de 50 a 60 BAR.
Presión de marcha de 10 a 20 BAR en contacto normal con
el material.
5.4.2.4.5 Sistema de lubricación del reductor RENK
Lo componen el sistema de lubricación propiamente dicho o
llamado también sistema de baja presión, el circuito de
filtración fina de aceite y el sistema de alta presión. En la figura
5.17 se muestra el sistema de lubricación; en líneas azules el
211
sistema de alta presión, en negras el sistema baja presión y en
verdes el circuito de filtración fina.
Figura 5.17: Sistemas de lubricación del reductor RENK
Fuente: Mischorr, 2010
Componentes estructurales del sistema de baja presión:
Bomba de baja presión de engranajes de 730 litros/min de
capacidad, 4 BAR y 60 º Celsius.
Motor Siemens de 22 KW de potencia y 1200 rpm.
1 válvula de bola.
1 válvula anti retorno.
Válvula de seguridad doble accionada a 7 y a 10 BAR.
2 filtros de 40 micras con 1.75 BAR de presión máxima.
Enfriador de aceite con válvula reguladora de caudal.
212
1 flujómetro a la entrada del reductor con un flujo mínimo
de 110 litros/min.
3 sensores de presión, uno de 0.96 BAR de presión
máxima y los otros 2 de 0.7 Bar.
1 termocupla, a 70 º Celsius es la máxima temperatura de
operación.
Figura 5.18: Sistema de baja presión del reductor RENK
Fuente: Mischorr, 2010
Es un sistema de lubricación estándar, se succiona el aceite
del reductor, este pasa por el filtro dual de 40 micrones cada
uno, la ventaja de contar con esos dos filtros en paralelo es que
si uno se satura se puede direccionar la línea hacia el otro en
operación sin mayores complicaciones; cuando se filtra el
aceite pasa por un enfriador de tubos el cual cuenta con una
válvula mecánica de tres vías que retorna a la línea el aceite
213
aún caliente. El sistema cuenta con protecciones como
sensores de presión, de temperatura y válvulas de seguridad.
Parte del aceite de este sistema es bombeado hacia la parte
superior del reductor, donde se encuentran los PADS, este
aceite tiene la finalidad de enfriar esa zona para evitar que los
PADS calienten ya que son muy sensibles ante la temperatura
y podrían dañarse, los PADS como se verán posteriormente
son cubos que inyectan el aceite del sistema de alta presión.
5.4.2.4.6 Sistema de alta presión del reductor RENK
Componentes estructurales:
16 bombas de alta presión de pistones de 7.61 litros/min de
capacidad, de 46 BAR y 50 º Celsius.
4 motores Siemens 18 KW de potencia y 1200 rpm.
16 presostatos de 5 BAR de presión máxima.
16 válvulas de seguridad de 170 BAR de presión máxima.
3 sensores de presión uno de 0.96 BAR de presión máxima
y los otros 2 de 0.7 Bar.
1 termocupla, a 70 º Celsius es la máxima temperatura de
operación.
16 líneas de alta presión.
16 PADS cada uno con una válvula anti retorno.
Líneas de evacuación de aceite de la parte superior hacia
la parte inferior del reductor.
214
Respiradero.
Visores de nivel de aceite.
Válvula manual en la parte inferior del reductor para
operación de drenaje.
4 termocuplas en la zona de los PADS con un rango
máximo de temperatura de operación de 75 º Celsius.
Las figuras 5.19 y 5.20 muestran el sistema de alta presión del
reductor.
Figura 5.19: Sistema de alta presión del reductor RENK parte 1
Fuente: Mischorr, 2010
215
Figura 5.20: Sistema de alta presión del reductor RENK parte 2
Fuente: Mischorr, 2010
La finalidad del sistema de alta presión es inyectar aceite a
razón de 50 BAR hacia los PADS, los PADS son unos cubos
ubicados en todo el perímetro de la parte superior del reductor,
estos tienen un conducto en su centro por donde pasa el
aceite, con el aceite inyectado por los 16 PADS se forma una
película de un grosor de 10 mm aproximadamente, esta
película de aceite es la base de la mesa de molienda, ahí flota
la mesa de molienda accionada por el reductor.
Este sistema cuenta con 4 motores que accionan 16 bombas,
una para cada PAD, y así se inyecta el aceite hacia la parte
superior mediante líneas independientes.
El sistema cuenta con sensores que lo protegen de
sobrepresiones y temperaturas elevadas.
216
5.4.2.4.7 Circuito de filtración fina del aceite
Componentes estructurales:
1 bomba de engranajes de 81 litros / min de capacidad, de
4 BAR y 61 º Celsius.
1 motor Siemens de 2.55 KW de potencia y 1200 rpm.
Válvula de seguridad con 7 BAR de presión máxima.
Válvula anti retorno.
2 Válvulas de bola manuales.
1 filtro de aceite de 16 micras con 6 BAR de presión
máxima.
En la figura 5.21 se muestra el circuito de filtración fina.
Figura 5.21: Circuito de filtración fina del aceite
Fuente: Mischorr, 2010
217
La finalidad de este circuito es filtrar finamente el aceite del
reductor y luego retornarlo a los sistemas de baja y alta
presión, su función secundaria es usar la bomba para introducir
o drenar aceite del reductor en un cambio de aceite para
mantenimiento.
5.4.2.4.8 Sistema de enfriamiento por agua
El sistema de lubricación cuenta con un sistema de
enfriamiento por agua, el cual succiona el agua de planta y la
direcciona hacia un tanque diario pasando por un enfriador de
placas. El agua del tanque diario es bombeada hacia el sistema
de lubricación del reductor como se ve en la figura 5.22.
Componentes estructurales:
4 bombas centrifugas HIDROSTAL.
1 enfriador de placas ALFA LAVAL.
Válvulas manuales.
Instrumentación.
1 tanque diario de 5000 galones de capacidad.
218
Figura 5.22: Sistema de enfriamiento por agua
Fuente: Elaboración Propia
5.4.2.5 Clasificador dinámico
Componentes estructurales:
1 Motor MENZEL de 1200 KW de potencia y 1900 rpm con
variador de frecuencia.
1 Reductor FLENDER con 103.5 rpm de velocidad nominal.
1 rotor con 360 álabes móviles.
30 álabes fijos.
Cono de gruesos.
Ducto de salida.
1 bomba de pistones de grasa KPF 2 G.
219
La figura 5.23 muestra los componentes estructurales del
clasificador dinámico.
Figura 5.23: Componentes estructurales del clasificador dinámico
Fuente: Mischorr, 2010
El clasificador dinámico tiene como finalidad separar las partículas
de cemento finas de las gruesas para obtener la mayor superficie
específica según Blaine del cemento, mientras mayor sea la
velocidad del rotor mejor será la calidad (resistencia del cemento).
Los álabes fijos integrados en la caseta superior del clasificador
dirigen la mezcla de aire y material de un flujo ascendente a un
flujo tangencial, el rotor gira en la misma dirección que el flujo
tangencial.
En el espacio entre los álabes fijos y el rotor se forma un campo
de fuerzas centrífugas en el cual la mezcla de aire y material se
clasifica.
220
Las partículas de mayor tamaño caen hacia la parte inferior por la
fuerza de la gravedad. Después de dejar el espacio entre los
álabes fijos y el rotor las partículas gruesas vuelven a la mesa de
molienda para ser molidas nuevamente y el material ya clasificado
sale del clasificador con el flujo de gases hacia el filtro del
sistema.
La bomba de grasa tiene la finalidad de engrasar los rodamientos
del rotor durante 12 minutos automáticamente cada 48 minutos.
5.5 Producción, calidad y mantenimiento del molino
5.5.1 Producción del molino
El rendimiento nominal del molino es 180 TM / h, los equipos principales
y auxiliares están diseñados para esa capacidad de producción.
La producción se ha incrementado desde el año 2008 hasta el 2010
como se observa en la tabla 5.2 y en el grafico 5.1.
Tabla 5.2: Producción del molino Loesche desde el 2008 hasta el 2010
PRODUCCION MENSUAL (TM) MES 2008 2009 2010 Enero 79125 80178 71552 Febrero 39388 70811 82849 Marzo 60190 37435 66464 Abril 82654 68510 95399 Mayo 75511 65000 97127 Junio 71585 81170 99044 Julio 55511 71406 100000 Total 463964 474510 612435
Fuente: SAP Yura S.A.2012.
221
Grafico 5.1: Producción comparativa del molino Loesche
Fuente: Elaboración Propia.
Se producen 3 tipos de cemento en el molino, los cuales son el tipo 1P,
tipo I y tipo V, la producción mayoritaria es el cemento tipo 1P que es de
uso general en todas las construcciones.
En la tabla 5.3 se observa la producción de los diferentes tipos de
cemento en el molino Loesche y sus condiciones de operación.
222
Tabla 5.3: Producción de tipos de cemento en el molino Loesche
Mezcla Clinker
Potencia consumida
Presión molienda
Alimentación Temperatura molino
Velocidad clasificador
Dosificación agua
Blaine Fineza
Tipo 1P
% KW BAR TM/hora °C RPM Litros/hora cm2/gr % 100 Yura
3600-3800 100-105 180 79-81 92-94 1300-1700 4600-4800
2.1-2.9
50 – 50 Yura- Cesur
3600-3800 90-98 180 80-82 89-92 1300-1700 4500-4700
2.1-2.9
50 – 50 Corea- Cesur
3500-3700 95-100 180 80-82 89-92 1300-1700 4500-4700
2.2-2.8
90 – 10 Corea- Cesur
3500-3600 90-95 180 80-82 89-92 1300-1700 4500-4700
2.2-2.8
Tipo I
100 Yura
3400-3700 95-105 180 88-90 88-90 3000-3500 3600-3900
3-4
Tipo V
100 Yura
3400-3700 95-105 180 88-90 88-90 3000-3500 3600-3900
3-4
Fuente: SCADA Yura S.A.2012.
5.5.2 Calidad del cemento en el molino
El molino Loesche obtiene una mayor calidad del cemento que los sistemas de molienda de bolas a un menor costo
como se indicó en el capítulo I, es por eso que es tan crítico en los equipos de la planta cementera.
223
La tabla 5.4 muestra la calidad del cemento que produce el molino
Loesche, con el concepto de calidad se refiere a obtener principalmente
una resistencia a la compresión (kg-f/cm2) mínima de 230 a la edad de 7
días.
Tabla 5.4: Calidad del cemento en el molino Loesche
Procedencia Muestra
Fineza Retenido malla N°
Blaine Resistencia a Compresión, kg-f/cm2
Fecha Muestras Silo 325.00 cm2/g 1 Día 3 Días 7 Días 05-ene-
2010 1P silo 6 4.80 4216 93.68 193.17 236.57
06-ene-2010
1P silo 6 5.00 4200 89.57 181.93 231.14
06-ene-2010
1P silo 4 5.60 4120 84.10 180.77 222.62
07-ene-2010
1P silo 6 4.20 4440 89.86 176.50 235.02
07-ene-2010
1P silo 4 4.10 4354 80.21 177.67 222.81
08-ene-2010
1P silo 6 5.00 4460 93.78 181.93 227.46
11-ene-2010
1P silo 6 4.00 4500 102.18
179.41 244.51
12-ene-2010
1P silo 5 3.80 4233 100.79
188.52 238.51
13-ene-2010
1P silo 6 3.30 4590 95.34 181.54 232.50
13-ene-2010
1P silo 5 3.70 4280 88.70 174.76 216.23
13-ene-2010
1P silo 6 4.20 4300 93.54 181.93 232.89
14-ene-2010
1P silo 6 3.80 4330 89.92 179.99 234.05
16-ene-2010
1P silo 6 4.40 4270 94.78 174.57 237.73
16-ene-2010
1P silo 2 3.90 4340 90.21 177.67 232.31
17-ene-2010
1P silo 6 3.80 4430 94.80 186.00 255.36
18-ene-2010
1P silo 5 4.10 4320 97.30 183.09 236.18
224
19-ene-2010
1P silo 6 3.30 4280 101.27
187.55 238.12
20-ene-2010
1P silo 6 3.30 4200 95.56 187.94 236.76
20-ene-2010
1P silo 5 3.90 4420 109.08
204.60 247.42
21-ene-2010
1P silo 6 3.60 4230 99.67 202.46 248.19
21-ene-2010
1P silo 2 3.60 4300 101.00
186.64 232.89
22-ene-2010
1P silo 6 3.70 4240 97.40 210.61 261.76
23-ene-2010
1P silo 6 3.70 4200 111.10
181.35 244.71
31-ene-2010
1P silo 5 3.80 4530 90.79 167.40 215.84
01-feb-2010
1P silo 6 4.12 4440 87.19 181.54 232.11
02-feb-2010
1P silo 2 2.70 4500 117.04
198.98 226.30
02-feb-2010
1P silo 5 3.10 4560 98.39 174.37 225.91
03-feb-2010
1P silo 4 2.90 4530 102.09
174.18 224.56
03-feb-2010
1P silo 6 3.20 4280 108.02
196.46 236.38
03-feb-2010
1P silo 6 2.90 4530 105.71
177.86 230.56
04-feb-2010
1P silo 5 4.40 4200 98.21 178.63 229.98
04-feb-2010
1P silo 6 3.40 4330 108.25
177.28 234.24
04-feb-2010
1P silo 4 3.10 4410 93.02 187.94 240.04
05-feb-2010
1P silo 6 2.30 4360 96.99 193.56 247.03
05-feb-2010
1P silo 6 3.20 4410 132.14
211.77 255.17
06-feb-2010
1P silo 4 3.70 4440 88.16 188.04 247.81
06-feb-2010
1P silo 4 2.80 4480 98.58 175.15 248.39
06-feb-2010
1P silo 6 3.00 4450 98.15 185.81 233.47
07-feb-2010
1P silo 6 3.30 4560 94.57 180.58 234.05
09-feb- 1P silo 4 2.90 4440 92.13 199.56 232.89
225
2010 09-feb-2010
1P silo 6 3.00 4500 108.05
178.25 220.88
09-feb-2010
1P silo 5 3.00 4550 111.41
201.12 243.54
10-feb-2010
1P silo 4 3.00 4520 99.82 166.24 233.05
11-feb-2010
1P silo 6 2.90 4490 113.32
187.74 225.72
12-feb-2010
1P silo 5 3.10 4450 103.85
192.59 228.82
12-feb-2010
1P silo 4 2.90 4400 83.22 200.92 241.03
13-feb-2010
1P silo 6 3.06 4360 106.65
195.49 247.03
13-feb-2010
1P silo 6 2.70 4440 93.17 198.20 256.33
14-feb-2010
1P silo 6 2.90 4430 90.67 169.92 223.69
14-feb-2010
1P silo 5 3.10 4520 92.98 175.48 222.18
14-feb-2010
1P silo 4 3.00 4540 101.72
171.94 221.99
15-feb-2010
1P silo 2 3.10 4450 108.46
192.64 230.89
16-feb-2010
1P silo 4 3.10 4440 93.96 175.15 230.56
16-feb-2010
1P silo 6 3.20 4440 93.79 180.58 231.34
17-feb-2010
1P silo 5 3.10 4082 101.06
186.78 226.88
18-feb-2010
1P silo 4 3.10 4440 97.34 169.14 227.46
18-feb-2010
1P silo 6 3.61 4400 112.86
198.59 239.67
19-feb-2010
1P silo 6 2.80 4510 118.08
182.06 242.96
19-feb-2010
1P silo 6 3.50 4420 103.43
175.24 239.09
20-feb-2010
1P silo 6 2.27 4280 108.38
208.67 276.09
21-feb-2010
1P silo 5 2.90 4500 94.09 190.07 241.60
21-feb-2010
1P silo 2 2.70 4216 109.90
206.34 280.94
24-feb-2010
1P silo 6 3.40 4160 112.28
184.24 221..84
226
24-feb-2010
1P silo 4 3.00 4400 102.09
177.09 230.95
25-feb-2010
1P silo 6 3.60 4300 100.25
202.85 247.42
25-feb-2010
1P silo 5 3.80 4360 107.65
187.74 234.83
26-feb-2010
1P silo 6 3.00 4450 111.32
197.04 248.00
27-feb-2010
1P silo 6 3.30 4440 92.47 179.41 231.92
28-feb-2010
1P silo 6 3.00 4480 100.96
207.50 236.18
28-feb-2010
1P silo 4 3.20 4480 100.69
202.85 235.02
28-feb-2010
1P silo 6 3.10 4470 99.74 188.33 241.61
07-mar-2010
1P silo 6 3.30 4340 101.89
187.55 243.54
09-mar-2010
1P silo 6 3.61 4240 109.24
192.01 227.08
10-mar-2010
1P silo 2 3.20 4200 108.89
197.04 231.34
10-mar-2010
1P silo 6 9.37 4010 104.97
183.68 219.71
11-mar-2010
1P silo 5 3.80 4400 90.31 173.99 230.17
11-mar-2010
1P silo 4 3.61 4340 96.41 185.22 230.76
11-mar-2010
1P silo 6 3.09 4370 94.57 182.12 230.76
12-mar-2010
1P silo 5 2.78 4400 98.39 170.11 209.83
12-mar-2010
1P silo 6 2.88 4470 97.50 171.66 204.98
13-mar-2010
1P silo 4 2.60 4360 89.11 169.34 229.59
13-mar-2010
1P silo 6 3.30 4390 86.06 175.93 231.53
14-mar-2010
1P silo 5 3.30 4450 91.93 186.00 231.34
16-mar-2010
1P silo 6 3.09 4510 102.61
216.61 265.83
16-mar-2010
1P silo 5 3.90 4300 104.76
203.83 229.40
16-mar-2010
1P silo 6 3.10 4430 119.74
219.13 274.35
18-mar- 1P silo 6 4.74 4130 96.70 179.22 222.62
227
2010 18-mar-
2010 1P silo 6 3.70 4330 103.4
8 187.74 235.02
19-mar-2010
1P silo 6 4.22 4380 85.44 168.75 204.99
20-mar-2010
1P silo 6 3.60 4400 94.67 185.61 242.38
21-mar-2010
1P silo 4 3.70 4460 91.62 188.71 243.73
23-mar-2010
1P silo 4 3.60 4420 106.33
200.34 240.83
23-mar-2010
1P silo 6 3.90 4380 105.79
196.85 238.51
24-mar-2010
1P silo 6 3.80 4510 106.06
183.48 234.83
26-mar-2010
1P silo 6 2.49 4400 100.69
183.48 236.38
27-mar-2010
1P silo 2 2.70 4440 91.70 195.30 248.78
28-mar-2010
1P silo 6 2.80 4600 103.64
193.36 245.48
28-mar-2010
1P silo 4 2.90 4500 95.03 173.21 215.06
31-mar-2010
1P silo 6 4.00 4330 106.64
179.03 257.30
01-abr-2010
1P silo 6 2.99 4450 92.23 189.88 233.28
01-abr-2010
1P silo 4 2.60 4520 98.23 185.42 244.70
02-abr-2010
1P silo 5 2.90 4560 97.26 185.61 233.08
02-abr-2010
1P silo 6 3.00 4550 107.55
187.94 233.85
02-abr-2010
1P silo 2 2.90 4490 99.78 187.94 231.73
04-abr-2010
1P silo 4 2.68 4410 107.01
206.93 269.12
04-abr-2010
1P silo 6 2.16 4450 102.46
214.09 258.27
06-abr-2010
1P silo 4 2.68 4530 112.22
196.08
06-abr-2010
1P silo 5 2.06 4490 108.79
189.88
07-abr-2010
1P silo 6 2.70 4620 100.19
205.18
07-abr-2010
1P silo 4 1.75 4590 118.03
204.64
228
07-abr-2010
1P silo 6 2.27 4530 113.15
194.53
08-abr-2010
1P silo 6 2.60 4640 108.15
191.81
08-abr-2010
1P silo 5 2.10 4730 111.12
199.37
08-abr-2010
1P silo 4 2.47 4620 122.00
210.80
Fuente: SAP Yura S.A.2012.
Grafico 5.2: Calidad del cemento en el molino Loesche
Fuente: Elaboración Propia.
El grafico 5.2 indica que el 80% de 105 muestras desde enero hasta abril
del año 2010 cumple con los requisitos de calidad.
Con el pasar del tiempo se han conseguido mejoras en el proceso que
permiten que la calidad del cemento en cuanto a valores Blaine se
incremente como se observa en el grafico 5.3.
20, 25%
79, 75%
Calidad del cemento
229
Grafico 5.3: Incremento de la calidad del cemento tipo 1P
Fuente: SAP Yura S.A.2012, elaboración Propia.
230
5.5.3 Estrategia mantenimiento actual
Para determinar mediante datos reales que estrategia de mantenimiento
se sigue actualmente, en la tabla 5.5 y en el grafico 5.4 se describen las
paradas del molino por fallas y por mantenimiento programado en un
mes de operación.
Tabla 5.5: Paradas del molino en 1 mes
CODIGO EQUIPO TIPO DE FALLA L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica
L3-2115-1 Motor principal molino vertical Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programadoL3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programadoL3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2120 Faja transportadora de rechazos Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programadoL3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2206 Faja transportadora de cemento 1 Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Programa producción L3-2115 Molino vertical de cemento Programa producción L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica
231
L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2126 Ventilador de filtro Falla mecánica L3-2109 Tolva pulmón Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla eléctrica L3-2210 Elevador de cangilones Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2220 Compuerta de cemento Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica
L3-2126-2 Variador de frecuencia (driver) Falla electrónica L3-2110 Balanza dosificadora Falla mecánica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2208 Faja transportadora de cemento 2 Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2210 Elevador de cangilones Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica
L3-2016-B Compuerta de puzolana y yeso Falla mecánica L3-2115-2 Reductor molino vertical Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica
232
L3-2016-B Compuerta de puzolana y yeso Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica
L3-2208-2 Báscula de cinta para faja Falla eléctrica L3-2208-2 Báscula de cinta para faja Falla eléctrica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2208 Faja transportadora de cemento 2 Falla electrónica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica
L3-2208-2 Báscula de cinta para faja Falla eléctrica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2210 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2208 Faja transportadora de cemento 2 Falla electrónica L3-2210 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2210 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2210 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2210 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2110 Balanza dosificadora Mantenimiento programadoL3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2120 Faja transportadora de rechazos Falla mecánica L3-2126 Ventilador de filtro Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla electrónica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica
L3-2115-1 Motor principal molino vertical Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica
L3-2115-1 Motor principal molino vertical Falla electrónica L3-2115-1 Motor principal molino vertical Falla electrónica L3-2115-1 Motor principal molino vertical Falla eléctrica L3-2102-3 Balanza dosificadora de Clinker Falla mecánica
233
L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica
L3-2115-1 Motor principal molino vertical Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2103 Faja transportadora ascendente Falla mecánica L3-2240 Compuerta de 02 vías Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2214 Canaleta aerodeslizador Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica
L3-2115-1 Motor principal molino vertical Falla mecánica L3-2110 Balanza dosificadora Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2110 Balanza dosificadora Falla electrónica L3-2110 Balanza dosificadora Falla electrónica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado
234
L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2110 Balanza dosificadora Falla mecánica L3-2110 Balanza dosificadora Falla mecánica L3-2107 Faja transportadora ascendente Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2215 Elevador de cangilones Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2113 Válvula rotativa Falla electrónica L3-2126 Ventilador de filtro Falla eléctrica L3-2113 Válvula rotativa Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2218 Canaleta aerodeslizador Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2215 Elevador de cangilones Falla mecánica L3-2215 Elevador de cangilones Falla mecánica L3-2120 Faja transportadora de rechazos Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2113 Válvula rotativa Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programadoL3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica
235
L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programadoL3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2126 Ventilador de filtro Falla eléctrica L3-2136 Sistema hidráulico del molino Falla mecánica L3-2136 Sistema hidráulico del molino Falla mecánica
L3-2136-E Lubricación del reductor del molino Falla mecánica L3-2126 Ventilador de filtro Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2121 Elevador de cangilones Falla Electrónica L3-2103 Faja transportadora ascendente Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Programa producción L3-2115 Molino vertical de cemento Programa producción L3-2219 Distribuidor Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Silo lleno L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla mecánica L3-2113 Válvula rotativa Falla eléctrica L3-2113 Válvula rotativa Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2219 Distribuidor Falla eléctrica L3-2110 Balanza dosificadora Falla eléctrica
236
L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado L3-2103 Faja transportadora ascendente Falla mecánica
L3-2016-A Compuerta de Clinker Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla mecánica L3-2107 Faja transportadora ascendente Falla electrónica L3-2115 Molino vertical de cemento Falla eléctrica L3-2115 Molino vertical de cemento Mantenimiento programado
Fuente: SAP Yura S.A.2012.
Grafico 5.4: Cantidad de fallas del molino en 1 mes
Fuente: Elaboración Propia.
El grafico 5.4 indica que el 73.73% de paradas se deben a fallas
mecánicas, eléctricas y electrónicas. Esto significa que se aplica el
mantenimiento correctivo o respuesta a la falla de 73.73%, de este valor
el 41.34% son fallas mecánicas.
El mantenimiento preventivo y predictivo o paradas programadas
significan el 18.5% de los paros.
41.34%
20.87%
11.42%
18.50%
1.57%6.30%
FALLA MECANICA
FALLA ELECTRICA
FALLAELECTRONICA
PROGRAMA DEMANTENIMIENTO
PROGRAMA DEPRODUCCION
SILOS LLENOS
237
En el momento de la parada por mantenimiento fundamentalmente se
corrigen las fallas más notorias, pero no existe un plan de inspecciones
adecuado en operación y en parada del molino para los modos de fallas
críticos que pueda dar como resultado intervenciones efectivas que
reduzcan el número de paros del molino, esto se refleja en el porcentaje
elevado de las fallas que ocurren durante la operación.
En el caso del monitoreo a condición o mantenimiento predictivo se tiene
un contrato con SKF y con MOBIL para los análisis vibracionales y de
aceite, los cuales representan costos de S/. 56 400 y S/. 120 000
anuales, en el caso del análisis vibracional hay problemas con la
programación de las actividades a falta de un plan.
Por esta información se determina que la estrategia de mantenimiento
que se usa actualmente principalmente es la de mantenimiento
correctivo.
5.5.4 Fallas críticas durante el periodo de operación del molino.
La operación del molino vertical comenzó en el año 2007, desde este
periodo hasta la actualidad se han presentado dos fallas en el reductor, y
una falla en el sistema de baja presión del reductor.
5.5.4.1 Daño en la piñoneria del reductor
La falla ocurrió en julio del año 2008 donde se observaron roturas con
desprendimientos de trozos del soporte de los tres piñones planetarios
de la etapa 1.
La causa fue por desgaste y falta de mantenimiento predictivo.
238
La parada se extendió por 6 meses, represento un costo de lucro
cesante de S/. 334 000 000.00 y un costo de mantenimiento correctivo
de S/. 2 000 000.00 aproximadamente.
5.5.4.2 Daño en los rodamientos del reductor
La falla ocurrió en septiembre del año 2009 donde se dañó la pista
exterior del rodamiento interior del eje del piñón de ataque. En la
figura 5.24 es el punto 511/4.
Figura 5.24 Puntos de medición de vibraciones en el reductor RENK
Fuente: Reporte DALOG 2009/09/23.
En la figura 5.25 se muestra el incremento rápido de la tendencia del
envolvente de aceleración del rodamiento cuando se presentó la falla
y como estuvo cuando se reparó. Previamente no se presentaron
otros síntomas como el incremento de la temperatura en el punto o
incremento de las vibraciones.
239
Figura 5.25: Tendencia del envolvente de aceleración de la pista exterior
del rodamiento del piñón de ataque
Fuente: Reporte número 7 DALOG 2009/09/23.
La falla fue causada por el desgaste de la pieza por el uso.
La parada se extendió 15 días, represento un costo de lucro cesante
de S/. 28 000 000 y un costo de mantenimiento correctivo de S/. 500
000 aproximadamente.
5.5.4.3 Daño en el sistema de baja presión del reductor
La falla ocurrió en julio del año 2009. Los síntomas fueron constantes
fugas de aceite por los sellos de la bomba hasta que paro la bomba
por una de sus protecciones (corriente alta del motor).
Se observó falla en interna y se cambió la bomba.
240
La parada tuvo una duración de un día, represento un costo de lucro
cesante de S/. 1 860 000 y costo de mantenimiento correctivo de S/.
45 000.
Para evitar estos costos por paradas no programadas debido a fallas
mecánicas y mantener el crecimiento de la producción y la calidad del
producto en el molino es que se plantea la metodología de
mantenimiento centrado en la confiabilidad que será descrito en el
siguiente capítulo.
241
CAPITULO VI
APLICACION DE LA METODOLOGIA RCM EN EL SISTEMA DE MOLIENDA
VERTICAL LM 56 2 + 2
6.1 Sistemas o subsistemas a analizar
Para iniciar el análisis, como se observa en las tablas 6.1 y 6.2, los equipos se
han clasificado en auxiliares y principales, y posteriormente se han resumido
teniendo en cuenta la similitud en el funcionamiento de los equipos auxiliares.
También se han eliminado los motores eléctricos que no serán objeto del
estudio como se indicó en el capítulo I.
242
Tabla 6.1: Sistemas o subsistemas a analizar
TIPO SISTEMA SUBSISTEMAS CANTIDAD APROXIMADA
COMPONENTES SISTEMAS AUXILIARES
RECIRCULACION DE GASES
Ventilador principal ID FAN 2000 KW
1 motor con variador de velocidad
Compuertas accionamiento eléctrico
4 compuertas, 4 motores
TRANSPORTE DE MATERIAS PRIMAS
Tolvas de campo de materia prima
5 unidades
Tolvas de materia prima
3 unidades.
Balanzas dosificadoras
3 unidades.
Fajas transportadoras 3 fajas, 3 motores , 3 reductores
Elevador de cangilones
1 elevador, 1 motor, 1 reductor
Compuertas accionamiento eléctrico
5 compuertas, 5 motores
Filtros de despolvorizacion
6 filtros, 6 ventiladores.
243
RECIRCULACION DE MATERIAL
Fajas transportadoras 2 fajas, 2 motores, 2 reductores
Elevador de cangilones
1 elevador, 1 motor, 1 reductor
Tolva de rechazo 1 unidades Compuerta accionamiento neumático
1 compuerta, 2 pistones
TRANSPORTE DE PRODUCTO TERMINADO
Elevador de cangilones
4 elevadores, 4 motores, 4 reductores
Canaletas transportadoras
20 unidades, 20 ventiladores
Compuertas accionamiento neumático
6 compuertas, 6 pistones
Válvula rotativa 4 unidades. Filtro principal 1 unidades, 24
tarjetas, 5720 mangas.Filtros de despolvorizacion
6 filtros, 6 ventiladores.
SISTEMA DE ALIMENTACION
Tolva pulmón 1 unidad.
Válvula rotativa 1 unidad. Balanza de mezcla 1 unidad. Filtros de despolvorizacion
1 unidad.
Bomba de Inyección de aditivo de molienda
2 tanques, 2 bombas
244
SISTEMAS PRINCIPALES
SISTEMA MOTRIZ
Motor eléctrico MENZEL 4000 KW
1 unidad.
Reductor RENK 1 unidad.
CLASIFICADOR DINÁMICO
Álabes fijos 30 unidades. Álabes móviles o rotor 360 unidades. Motor 1200 KW 1 unidades. Con
variador de velocidad Reductor FLENDER 1 unidades.
CAMARA DE MOLIENDA
Rodillos Master 2 unidades. Rodillos Esclavos 2 unidades. Mesa de molienda 1 unidad. Dam ring 4 anillos. Nozzle ring 50 planchas. Armor ring 30 planchas. Sistema de inyección de agua
2 toberas, 1 bomba, 1 tanque.
CAMARA DE RECHAZO
Scrapers 6 unidades. Tolva temporal 1 unidad.
245
SISTEMAS DE LUBRICACION E HIDRAULICOS
Lubricación reductor 2 bombas, 1 filtro dual
Alta presión reductor 16 bombas, 1 filtro, 16 presostatos
Hidráulico master 2 bombas, 2 filtros Lubricación master 4 bombas, 1 enfriador
de tubos, 2 filtros Hidráulico esclavos 2 bombas, 1 filtro
Filtración fina 1 bomba, 1 filtro
Enfriamiento 4 bombas, 1 enfriador placas
Bombas de engrase 2 unidades
Fuente: Elaboración Propia
246
Tabla 6.2: Resumen de sistemas o subsistemas a analizar
SISTEMA SUBSISTEMAS SISTEMAS AUXILIARES
Compuertas accionamiento eléctrico Tolvas de cancha de materia prima Tolvas de materia prima, rechazo y pulmón Balanzas dosificadoras Fajas transportadoras Elevadores de cangilones Filtros de despolvorizacion Compuertas accionamiento neumático Canaletas transportadoras Válvulas rotativas Filtro principal Bomba de Inyección de aditivo de molienda Compresor
SISTEMA MOTRIZ
Reductor RENK
CLASIFICADORDINÁMICO
Álabes fijos Álabes móviles o rotor Reductor FLENDER
CAMARA DE MOLIENDA
Rodillos Master Rodillos Esclavos Mesa de molienda Dam ring Nozzle ring Armor ring Sistema de inyección de agua
CAMARA DE RECHAZO
Scrapers Tolva temporal
SISTEMAS DE LUBRICACION E HIDRAULICOS
Sistema de lubricación reductor Sistema de alta presión reductor Sistema hidráulico rodillos master Sistema lubricación rodillos master Sistema hidráulico rodillos esclavos Circuito de filtración fina Sistema de enfriamiento Bombas de engrase
Fuente: Elaboración Propia
247
6.2 Análisis de criticidad
Según la metodología descrita se debe de cuantificar la importancia de los
equipos objetos del análisis, por lo que se han establecido siete criterios de
evaluación y se han asignado pesos de acuerdo a la magnitud de los ítems
mostrados en la tabla 6.3.
En la tabla 6.4 se ha identificado la matriz de criticidad, la cual determina si los
equipos analizados son críticos, semi críticos o no críticos según los rangos de
valores asignados, el valor de criticidad se calcula multiplicando cada valor de
frecuencia por cada valor de consecuencia que se ha asignado (fórmula 4.1).
Las consecuencias han sido asignadas de acuerdo al criterio del autor para
poder generar los valores.
Para conocer los rangos de valores de criticidad se ha colocado la frecuencia y
las consecuencias de las fallas potenciales.
248
Tabla 6.3: Criterios para el análisis de criticidad
1 CRITERIOS PARA LA FRECUENCIA DE FALLA Nº CRITERIO PESO1 Pésimo mayor 10 fallas/año 4 2 Malo 7 - 10 fallas/año 3 3 Regular 4 - 7 fallas/año 2 4 Promedio 0 - 4 fallas/año 1 2 CRITERIOS PARA EL IMPACTO EN SEGURIDAD Nº CRITERIO PESO1 Pérdidas de vidas humanas 8 2 Lesiones permanentes 6 3 Daños severos 4 4 Lesiones menores 2 5 Incidentes menores 1 3 CRITERIOS PARA EL IMPACTO EN MEDIO AMBIENTE Nº CRITERIO PESO1 Afecta al medio ambiente - alto impacto 7 2 Violación a las normas ambientales 4 3 Provoca molestias mínimas a instalaciones o al ambiente limpieza 1 4 CRITERIOS PARA EL NIVEL DE PRODUCCION MANEJADO Nº CRITERIO PESO1 Afecta severamente a la producción 6 2 Afecta medianamente a la producción 4 3 Afecta mínimamente a la producción 2 4 No afecta a la producción 1
249
5 CRITERIOS PARA EL TIEMPO PROMEDIO PARA REPARAR Nº CRITERIO PESO1 Pésimo mayor a 4 meses 5 2 Malo de 2 a 4 meses 4 3 Regular 0.25 a 1 mes 2 4 Promedio 0.1 a 0.2 mes 1 6 CRITERIOS PARA EL IMPACTO EN PRODUCCION Nº CRITERIO PESO1 Parada inmediata de toda la producción 6 2 Parada de complejo planta y repercusión en otros complejos 4 3 Impacta en niveles de producción o calidad 2 4 No genera ningún efecto significativo sobre operaciones y
producción 1
7 CRITERIOS PARA EL IMPACTO EN EL MANTENIMIENTO Nº CRITERIO PESO1 No existe opción de producción o no existe repuesto 5 2 Hay opción de repuesto compartido 3 3 Función de repuesto disponible 1
Fuente: Elaboración Propia
250
Tabla 6.4: Matriz de criticidad
Fre
cuen
cia 4 80 160 240 320 400
3 60 120 180 240 3002 40 80 120 160 200
1 20 40 60 80 10020 40 60 80 100
Consecuencia
CRITICIDAD CODIGO RANGO ALTA (CRITICO) C 160 - 400
MEDIA (SEMICRITICO) S 80 - 120
BAJA (NO CRITICO) N 20 -60
Fuente: Elaboración Propia
Teniendo la matriz y los criterios para el análisis se ha determinado la criticidad
de los subsistemas mostrados en la tabla 6.5.
La criticidad se ha determinado matemáticamente por la fórmula 4.2.
251
Tabla 6.5: Nivel de criticidad para cada sistema o subsistema
SISTEMA SUBSISTEMAS
Fre
cuen
cia
Seg
uri
dad
Am
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N. P
rod
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dad
SISTEMAS AUXILIARES
Compuertas accionamiento eléctrico 3 4 1 2 1 1 1 8 24 N Tolvas de cancha de materia prima 2 8 7 2 1 1 1 18 36 N Tolvas de materia prima, rechazo y pulmón 1 8 4 4 1 2 1 21 21 N Balanzas dosificadoras 4 1 1 6 1 6 1 39 156 S Fajas transportadoras 2 8 1 6 1 6 1 46 92 S Elevadores de cangilones 2 8 1 4 1 6 1 34 68 N Filtros de despolvorizacion 4 1 7 1 1 1 1 10 40 N Compuertas accionamiento neumático 3 4 1 2 1 1 1 8 24 N Canaletas transportadoras 2 1 4 6 1 6 1 42 84 S Válvulas rotativas 4 1 1 6 1 6 1 39 156 S Filtro principal 2 6 7 6 1 6 1 50 100 S Bomba de Inyección de aditivo de molienda 3 4 7 1 1 3 1 15 45 N Compresor 2 1 4 2 1 2 3 12 24 N
SISTEMA MOTRIZ Reductor RENK 2 6 7 6 5 6 5 198 396 C
CLASIFICADOR DINÁMICO
Álabes fijos 1 8 1 6 1 6 1 46 46 N Álabes móviles o rotor 2 8 1 6 1 6 1 46 92 S Reductor FLENDER
1 6 7 6 1 6 3 52 52 N
252
Fuente: Elaboración Propia
CAMARA DE MOLIENDA
Rodillos Master 2 8 4 6 4 6 3 159 318 C Rodillos Esclavos 2 8 4 6 4 6 3 159 318 C Mesa de molienda 1 8 1 6 1 6 1 46 46 N Dam ring 1 8 1 6 1 6 1 46 46 N Nozzle ring 1 8 1 6 1 6 1 46 46 N Armor ring 1 8 1 6 1 6 1 46 46 N Sistema de inyección de agua 2 1 1 2 1 2 1 7 14 N
CAMARA DE RECHAZO
Scrapers 1 8 1 2 1 2 1 14 14 N Tolva temporal 1 2 1 2 1 2 1 8 8 N
SISTEMAS DE LUBRICACION E HIDRAULICOS
Sistema de lubricación del reductor 1 6 7 6 2 6 3 88 88 S Sistema de alta presión del reductor 2 6 7 6 2 6 3 88 176 C Sistema Hidráulico de rodillos master 1 6 7 6 2 6 3 88 88 S Sistema de lubricación de rodillos master 2 6 7 4 2 4 3 48 96 S Sistema Hidráulico de rodillos esclavos 1 6 7 6 2 6 3 88 88 S Circuito de filtración fina 2 6 7 6 1 6 3 52 104 S Sistema de enfriamiento 1 1 1 4 1 4 1 19 19 N Bombas de engrase 1 2 7 4 1 2 1 18 18 N
253
Grafico 6.1: Nivel de criticidad para cada sistema o subsistema
Fuente: Elaboración Propia
050
100150200250300350400
Re
duct
or R
EN
KR
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ND
ER
Ála
bes
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Com
puer
tas…
Com
puer
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eria
…S
iste
ma
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omb
as d
e en
gras
eS
iste
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yecc
ion…
Scr
aper
sT
olva
tem
pora
lS
ecad
or
CR
ITIC
IDA
D
SUBSISTEMAS
NIVEL DE CRITICIDAD
254
Los resultados del análisis de criticidad se muestran en la tabla 6.6.
Tabla 6.6: Resultados del análisis de criticidad
SUBSISTEMAS PUNTAJE /CRITICIDADReductor RENK 396 C Rodillos Master 318 C Rodillos Esclavos 318 C Sistema de alta presion reductor 176 C Balanzas dosificadoras 156 S Válvulas rotativas 156 S Circuito de filtración fina 104 S Filtro principal 100 S Sistema lubricación master 96 S Fajas transportadoras 92 S Álabes móviles o rotor 92 S Sistema hidráulico rodillos master 88 S Sistema hidráulico rodillos esclavos 88 S Sistema de lubricación reductor 88 S Canaletas transportadoras 84 S Elevadores de cangilones 68 N Reductor FLENDER 52 N Álabes fijos 46 N Mesa de molienda 46 N Dam ring 46 N Nozzle ring 46 N Armor ring 46 N Bomba de Inyección de aditivo de molienda 45 N Filtros de despolvorizacion 40 N Tolvas de cancha de materia prima 36 N Compuertas accionamiento eléctrico 24 N Compuertas accionamiento neumático 24 N Compresor 24 N Tolvas de materia prima, rechazo y pulmón 21 N Sistema de enfriamiento 19 N Bombas de engrase 18 N Sistema de inyección de agua 14 N Scrapers 14 N Tolva temporal 8 N Secador 6 N
Fuente: Elaboración Propia
255
Se observa que los subsistemas que son críticos son el reductor RENK, los
rodillos máster, los rodillos esclavos y el sistema de alta presión del reductor.
Estos subsistemas van a seguir siendo analizados para descubrir los modos de
falla más críticos.
6.3 Contexto Operacional
En la tabla 6.7 se muestra el contexto operacional en el cual funciona el equipo.
Tabla 6.7: Contexto operacional
PERSONAL DE OPERACIÓN
Educación Educación superior
Capacitación Process and Mechanic / Maintenance Training by LOESCHE
AMERICA TRAINIG
Experiencia 4 años de experiencia en la operación de molinos
verticales
Turnos 3 turnos rotativos de 8 horas
PERSONAL DE MANTENIMIENTO
Educación Educación técnica / superior
Capacitación Mechanic / Maintenance Training by LOESCHE
AMERICA TRAINIG
Experiencia 4 años de experiencia en la operación de molinos
verticales
Turnos 3 turnos rotativos de 8 horas
CONDICIONES DE OPERACIÓN
Altitud 2500 m.s.n.m.
256
Temperatura
Máxima y
mínima
Mínimo: 5 ˚C Máximo: 25 ˚C
Neblina Si
Lluvia Si
Humedad Baja
Hielo No
CONDICIONES DEL TERRENO DE TRABAJO
Impactos Sismos
Abrasivo Altamente abrasivo por el contenido de Silicio
Humedad Baja
Acumulación
de material
Polvo
Fuente: Elaboración Propia
En la tabla 6.8 se muestran la unidad de proceso, el sistema y los
subsistemas objetos del estudio.
257
Tabla 6.8: Unidad de proceso, sistema y subsistemas
NIVEL DE
DETALLE
NOMBRE DEL
NVEL DE
DETALLE
PROPOSITO
Unidad de
proceso
Molienda Transformar la materia prima en
producto terminado
Sistema Reductor Incrementar el torque entregado por el
motor eléctrico para hacer
girar la mesa de molienda
Subsistema Rodillos Master Moler la materia prima en la mesa de
molienda
Subsistema Rodillos Esclavos Comprimir la materia prima en la mesa
de molienda
Subsistema Sistema de alta
presión reductor
Inyectar aceite a alta presión a los
PADS para formar la película de aceite
donde gira la tornamesa
Fuente: Elaboración Propia
En las figuras 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 y 6.5 se muestran los diagramas EPS de cada
ítem.
258
Figura 6.1: Diagrama EPS del proceso: Molienda
Fuente: Elaboración Propia
ENTRADA PROCESO SALIDA
Materias Primas: Clinker, Puzolana y Yeso Molino Loesche Agua - Flujo de Gas Aditivos - E. Calorífica Energía Eléctrica Cargador frontal, monta carga, aceite hidráulico, lubricante, refrigerante, filtro y bomba de aceite, bomba de grasa. Instalaciones. Operador, inspector, mantenedores.
Molienda por Presión
Hidráulica: reducción de la MP de una granulometría de 20mm de
diámetro para obtener un Blaine de
4000 a 4200 cm2/gr.
Cemento 1P
Rechazo de material con
granulometría alta
259
Figura 6.2: Diagrama EPS del proceso: Reductor
Fuente: Elaboración Propia
Figura 6.3: Diagrama EPS del proceso: Rodillos Master
Fuente: Elaboración Propia
ENTRADA PROCESO SALIDA
Energía Mecánica a
alta velocidad (1190 RPM) Lubricante Operador, inspector,
mantenedores.
Reducción de RPM en 3
etapas
Energía mecánica a
baja RPM (22 RPM) y
torque de salida de 122
KNM
ENTRADA PROCESO SALIDA
Materias Primas: Clinker, Puzolana y Yeso Aceite hidráulico, bombas de aceite, filtros de aceite, electroválvulas, pistón, rocker arm, aire de sello, llantas, planchas de desgaste. Operador, inspector, mantenedores.
Molienda por Presión
Hidráulica y giro de las
llantas: reducción de la MP de una granulometría de 20mm a menos de 1
mm
Cemento de baja calidad
menor a 3000 Blaine
cm2/gr
260
Figura 6.4: Diagrama EPS del proceso: Rodillos Esclavos
Fuente: Elaboración Propia
Figura 6.5: Diagrama EPS del proceso: Sistema de alta presión del reductor
Fuente: Elaboración Propia
ENTRADA PROCESO SALIDA
Materias Primas: Clinker, Puzolana y Yeso Aceite hidráulico, bombas de aceite, filtros de aceite, electroválvulas, pistón, rocker arm, aire de sello, llantas, planchas de desgaste. Operador, inspector, mantenedores.
Compresión del material por Presión Hidráulica y giro de las
llantas para formar la cama de material a ser molido por
los rodillos master
Material comprimido
ENTRADA PROCESO SALIDA
Aceite, bombas de aceite, filtros de aceite, electroválvulas, enfriador. Operador, inspector, mantenedores.
Inyectar aceite a alta
presión a 45 - 55 BAR hacia
los PADS
Formación de la película de aceite en la cual gira la tornamesa
261
6.4 Análisis de modos, efectos y criticidad de la falla: AMECF
En las tablas 6.9 y 6.10, según la metodología, se describen las funciones
de los equipos críticos determinados por el análisis previo, sus fallas
funcionales y los modos de falla que podrían presentarse.
En la tabla 6.11 se ha hecho nuevamente el análisis de criticidad para todos
los modos de falla, de tal forma que se puedan encontrar los más críticos.
262
Tabla 6.9: Funciones y fallas funcionales
Subsistema COD Función COD Falla funcional Reductor RENK
1 Accionar la mesa de molienda a un torque de 22 KNm a una carga plena de 180 Ton. Y 100 bar +/-5 de presión
1A No transmite torque
1B El torque transmitido es menor a 122 KN.m
1C El torque transmitido sobrepasa el valor de 61.6 KN.m
1D El torque transmitido sobrepase al torque nominal por más de 1.5 min.
1E El torque nominal sobrepase 10 veces el 37.4 KN.m durante 1 min.
1F Torque dinámico mayor o igual al torque promedio por más de 1 min. (torque dinámico = torque pico a pico)
1G Presión hidráulica de los rodillos master mayor a 115 BAR.
1H Carga mayor a 180 Ton. 1I Carga menor a 120 Ton. Con presión
hidráulica mayor a 80 bar
263
2 Los parámetros de operación son: temperatura de trabajo 70 °C, vibración máx. de 14 mm/s
2A Temperatura del reductor mayor a 70 °C
2B Temperatura del reductor menor a 45 °C
2C Vibración mayor a 14 mm/s
Rodillos Master
3
Descender hacia la mesa de molienda cuando se da alimentación con una presión hidráulica de 80 BAR sin colisionar con los topes mecánicos
3A Rodillos no descienden hacia la mesa
3B La presión hidráulica es mayor o menor a 80 BAR al arranque
3C Existe vibración mayor a 10 mm /s cuando los rodillos descienden
4 Elevarse totalmente cuando se corta alimentación a una altura de 250 mm sobre la mesa
4A Los rodillos no se elevan cuando se corta alimentación
264
5
Moler 180 TM/h de materia prima con 100 +/- 5 BAR de presión hidráulica a una altura de 40 a 60 mm de la mesa de molienda sin provocar vibraciones mayores a 5 mm/s
5A La presión de molienda es mayor a 110 BAR
5B La altura hacia la mesa de molienda es mayor a 60 mm
5C La altura hacia la mesa de molienda es menor a 20 mm
5D Las vibraciones durante la molienda son mayores a 5 mm/s
Rodillos Esclavos
6 Descender hacia la mesa de molienda 1 minuto después de que hayan descendido los rodillos master
6A Los rodillos no descienden hacia la mesa
7 Elevarse totalmente cuando se corta alimentación a una altura de 250 mm sobre la mesa
7A Los rodillos no se elevan cuando se corta alimentación
8 Comprimir el material a una altura de la mesa de 75 a 105 mm y mantener una presión hidráulica de 30 a 40 BAR sin provocar vibraciones mayores a 15 mm/s
8A La presión hidráulica de los rodillos es menor a 30 BAR
265
8B El movimiento de los rodillos provoca vibraciones de 15 mm/s
Sistema de alta presión del reductor
9
Inyectar aceite a 50 BAR hacia los PADS para formar la película de aceite de 10 mm de grosor
9A El sistema no inyecta aceite hacia los PADS
9B La presión del aceite es menor a 40 BAR
9C La presión del aceite es mayor a 60 BAR
Fuente: Elaboración Propia
266
Tabla 6.10: Modos de falla
COD MODO DE FALLA
1A1 No llega corriente al Motor eléctrico.
1A2 Acople mecánico roto
1A3 Rodamientos del reductor agarrotado
1A4 Rotura de dientes de la piñoneria del reductor
1A5 Rotura de eje
1A6 No hay suministro de energía
1A7 Demasiado rechazo de material (mayor a 40 TM/h)
1A8 Sistema de seguridad accionado
1A9 Desbalance en la base (accionamiento de presostatos de PADS
en diferentes zonas)
1A10 Accionamiento de dos o más presostatos de PADS consecutivos
1A11 Caudal de agua menor a 1200 litros/h
1A12 Sistema de control defectuoso
1A13 Sistema de protección defectuoso
1B1 Acople mecánico defectuoso
1B2 Rodamientos del reductor agarrotado
1B3 Rotura de dientes de la piñoneria del reductor
1B4 Torque del motor eléctrico menor a 32060 Nm
1B5 Falla en el sistema de lubricación
1B5 Sobrepresión en la mesa
1B6 Material muy fino (polvo de puzolana)
267
1B7 Deficiencia en suministro eléctrico
1C1 Sobrepresión en la mesa
1C2 Material muy fino (polvo de puzolana)
1C3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h
1C4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h
1C5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h
1C6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h
1D1 Sobrepresión en la mesa
1D2 Material muy fino (polvo de puzolana)
1D3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h
1D4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h
1D5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h
1D6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h
1E1 Sobrepresión en la mesa
1E2 Material muy fino (polvo de puzolana)
1E3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h
1E4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h
1E5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h
1E6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h
1F1 Dureza de la materia prima mayor a 600 BHN
1F2 Ingreso de metales al proceso
1G1 Mala operación
1H1 Mala operación
268
1H2 Descarga de material de los filtros de recuperación
1I1 Mala operación
1I2 Sistema de dosificación de balanzas de materias primas
obstruidas
1I3 Sistema de dosificación de balanza de mezcla obstruidas
2A1 Bombas de baja presión de aceite malogrado
2A2 Bombas de purga o flushing de aceite malogrado
2A3 Enfriador de aceite dañado
2A4 Enfriador de agua dañado
2A5 Bajo nivel de flujo de agua
2B1 Pre calentadores de aceite malogrados
2B2 Bombas de baja presión de aceite malogrado
2B3 Bombas de purga o flushing de aceite malogrado
2C1 Sobrepresión en la mesa
2C2 Material muy fino (polvo de puzolana)
2C3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h
2C4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h
2C5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h
2C6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h
2C7 Material muy grueso mayor a 600 BHN
2C8 Mala dosificación de la balanza de alimentación
2C9 Atoro de material en la balanza de alimentación
2C10 Ingreso de metales al proceso
269
2C11 Rotura de forro de los rodillos Master
2C12 Rotura de copas protectoras de los rodillos Master
2C13 Rotura de DAM ring
2C14 Temperatura de salida del molino menor a 75° C
3A1 Deficiencia en suministro eléctrico
3A2 Falla en las bombas hidráulicas Master
3A3 Electroválvulas en mal estado
3A4 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master
3A5 Rotura de mangueras hidráulicas Master
3A6 Sistema de control defectuoso
3A7 Falla en sensores de posición
3A8 Daño en pistones hidráulicos Master
3B1 Sistema de control defectuoso
3B2 Falla en las bombas hidráulicas Master
3B3 Falla en las electroválvulas
3B4 Mala operación
3C1 Mala calibración de la altura de los rodillos hacia la mesa
3C2 Mala regulación de los topes mecánicos
3C3 Roturas en el forro de los rodillos Master
3C4 Mala operación
3C5 Caudal de aire menor a 425000 m3/h
3C6 Caudal de agua menor a 1200 lt/h
3C7 Temperatura de salida del molino menor a 75° C
270
3C8 Altura de rodillos de 80 mm hacia la mesa
3C9 Material muy fino (polvo de puzolana)
4A1 Deficiencia en suministro eléctrico
4A2 Falla en las bombas hidráulicas Master
4A3 Falla en sensores de posición
4A4 Electroválvulas en mal estado
4A5 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master
4A6 Rotura de mangueras hidráulicas Master
4A7 Sistema de control defectuoso
4A8 Parada del motor principal
4A9 Vibración excesiva de operación mayor a 20 mm/s
5A1 Falla en las bombas hidráulicas Master
5A2 Filtros de aceite sucios
5A3 Electroválvulas en mal estado
5A4 Sistema de control defectuoso
5A5 Mala operación
5A6 Presión diferencial del molino mayor a 45 mbar
5B1 Mala calibración de la altura de los rodillos hacia la mesa
5B2 Mala regulación de los topes mecánicos
5B3 Falla en sensores de posición
5B4 Caudal de aire menor a 425000 m3/h
5B5 Mala operación
5B6 Exceso de material sobre la mesa
271
5B7 Material muy grueso mayor a 600 BHN
5B8 Velocidad del clasificador dinámico en 103 rpm
5C1 Sistema de control defectuoso
5C2 Falla en sensores de posición
5C3 Tope mecánico dañado
5D1 Falla en las bombas hidráulicas Master
5D2 Electroválvulas en mal estado
5D3 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master
5D4 Rotura de mangueras hidráulicas Master
5D5 Sistema de control defectuoso
5D6 Acumuladores de nitrógeno con fuga
5D7 Plato y/o bladders de acumuladores dañados
5D8 Mala operación
5D9 Tope mecánico dañado
5D10 Rotura de llanta Master
6A1 Deficiencia en suministro eléctrico
6A2 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos
6A3 Electroválvulas en mal estado
6A4 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos
6A5 Sistema de control defectuoso
6A6 Daño en pistones hidráulicos Esclavos
7A1 Deficiencia en suministro eléctrico
7A2 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos
272
7A3 Parada del motor principal
7A4 Electroválvulas en mal estado
7A5 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos
7A6 Sistema de control defectuoso
8A1 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos
8A2 Electroválvulas en mal estado
8A3 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos
8A4 Sistema de control defectuoso
8A5 Mala operación
8A6 Presión diferencial del molino mayor a 45 mbar
8A7 Material muy fino (polvo de puzolana)
8B1 Material muy fino (polvo de puzolana)
8B2 Material muy grueso mayor a 600 BHN
8B3 Ingreso de metales al proceso
8B4 Rotura de llanta Esclavo
9A1 Deficiencia en suministro eléctrico
9A2 Temperatura del aceite mayor a 70° C
9A3 Temperatura del aceite menor a 25° C
9A4 Falla en bombas de alta presión
9A5 Falla en sensores de posición de válvulas
9A6 Válvulas manuales cerradas
9B1 Falla en bombas de alta presión
9B2 Filtro flushing sucio
273
9B3 Tuberías tapadas
9B4 Fuga de aceite por la línea
9B5 Temperatura del aceite mayor a 70° C
9C1 Falla en presostatos
9C2 Falla en válvulas de seguridad
Fuente: Elaboración Propia
274
Tabla 6.11: Análisis de criticidad de los modos de falla
COD MODO DE FALLA
Fre
cuen
cia
Seg
uri
dad
Am
bie
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N. P
rod
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Pro
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Co
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cuen
cia
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je
Cri
tici
dad
1A1 No llega corriente al Motor eléctrico. 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N
1A2 Acople mecánico roto 1 2 1 2 1 4 3 14 14 N1A3 Rodamientos del reductor agarrotado 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C1A4 Rotura de dientes de la piñoneria del reductor 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C1A5 Rotura de eje 1 2 1 6 1 6 5 44 44 S1A6 No hay suministro de energía 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1A7 Demasiado rechazo de material (mayor a 40 TM/h) 1 1 1 2 1 1 1 5 5 N1A8 Sistema de seguridad accionado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N
1A9 Desbalance en la base (accionamiento de presostatos de PADS en diferentes zonas) 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N
1A10 Accionamiento de dos o más presostatos de PADS consecutivos 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1A11 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 1 1 1 2 1 1 1 5 5 N1A12 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1A13 Sistema de protección defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N
275
1B1 Acople mecánico defectuoso 1 2 1 2 1 4 2 13 13 N1B2 Rodamientos del reductor agarratodo 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C1B3 Rotura de dientes de la piñoneria del reductor 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C1B4 Torque del motor eléctrico menor a 32 KNm 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1B5 Falla en el sistema de lubricación 1 1 4 2 1 4 3 16 16 N1B5 Sobrepresión en la mesa 1 2 1 1 1 1 1 5 5 N1B6 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1B7 Deficiencia en suministro eléctrico 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1C1 Sobrepresión en la mesa 1 2 1 1 1 1 1 5 5 N1C2 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1C3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1C4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1C5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1C6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1D1 Sobrepresión en la mesa 1 2 1 1 1 1 1 5 5 N1D2 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1D3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1D4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1D5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1D6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1E1 Sobrepresión en la mesa 1 2 1 1 1 1 1 5 5 N1E2 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1E3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1E4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1E5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1E6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N
276
1F1 Dureza de la materia prima mayor a 600 BHN 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1F2 Ingreso de metales al proceso 1 2 1 4 1 4 1 20 20 N1G1 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1H1 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1H2 Descarga de material de los filtros de recuperación 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1I1 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N1I2 Sistema de dosificación de balanzas de materias primas obstruidas 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N1I3 Sistema de dosificación de balanza de mezcla obstruidas 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2A1 Bombas de baja presión de aceite malogrado 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S2A2 Bombas de purga o flushing de aceite malogrado 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S2A3 Enfriador de aceite dañado 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N2A4 Enfriador de agua dañado 1 2 1 4 1 4 1 20 20 N2A5 Bajo nivel de flujo de agua 1 1 1 2 1 1 1 5 5 N2B1 Pre calentadores de aceite malogrados 1 1 1 4 1 1 1 7 7 N2B2 Bombas de baja presión de aceite malogrado 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S2B3 Bombas de purga o flushing de aceite malogrado 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S2C1 Sobrepresión en la mesa 1 2 1 1 1 1 1 5 5 N2C2 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N2C3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2C4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2C5 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2C6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2C7 Material muy grueso mayor a 600 BHN 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N2C8 Mala dosificación de la balanza de alimentación 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2C9 Atoro de material en la balanza de alimentación 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N2C10 Ingreso de metales al proceso 1 2 1 4 1 4 1 20 20 N
277
2C11 Rotura de forro de los rodillos Master 1 2 1 4 1 4 3 22 22 N2C12 Rotura de copas protectoras de los rodillos Master 1 2 1 4 1 4 3 22 22 N2C13 Rotura de DAM ring 1 2 1 4 1 4 3 22 22 N2C14 Temperatura de salida del molino menor a 75° C 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3A1 Deficiencia en suministro eléctrico 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N3A2 Falla en las bombas hidráulicas Master 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S3A3 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3A4 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master 1 2 1 6 1 6 5 44 44 S3A5 Rotura de mangueras hidráulicas Master 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N3A6 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3A7 Falla en sensores de posición 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3A8 Daño en pistones hidráulicos Master 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C3B1 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3B2 Falla en las bombas hidráulicas Master 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S3B3 Falla en las electroválvulas 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3B4 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N3C1 Mala calibración de la altura de los rodillos hacia la mesa 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3C2 Mala regulación de los topes mecánicos 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N3C3 Roturas en el forro de los rodillos Master 1 2 1 4 1 1 1 8 8 N3C4 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N3C5 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3C6 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3C7 Temperatura de salida del molino menor a 75° C 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3C8 Altura de rodillos de 80 mm hacia la mesa 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N3C9 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N4A1 Deficiencia en suministro eléctrico 1 1 1 1 1 2 1 5 5 N
278
4A2 Falla en las bombas hidráulicas Master 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S4A3 Falla en sensores de posición 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N4A4 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N4A5 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master 1 2 1 6 1 6 5 44 44 S4A6 Rotura de mangueras hidráulicas Master 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N4A7 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N4A8 Parada del motor principal 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N4A9 Vibración excesiva de operación mayor a 20 mm/s 1 2 1 4 1 4 1 20 20 N5A1 Falla en las bombas hidráulicas Master 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S5A2 Filtros de aceite sucios 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5A3 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5A4 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5A5 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5A6 Presión diferencial del molino mayor a 45 mbar 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5B1 Mala calibración de la altura de los rodillos hacia la mesa 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5B2 Mala regulación de los topes mecánicos 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5B3 Falla en sensores de posición 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N
5B4 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5B5 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5B6 Exceso de material sobre la mesa 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5B7 Material muy grueso mayor a 600 BHN 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5B8 Velocidad del clasificador dinámico en 103 rpm 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5C1 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5C2 Falla en sensores de posición 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5C3 Tope mecánico dañado 1 2 1 2 1 2 1 8 8 N5D1 Falla en las bombas hidráulicas Master 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S
279
5D2 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5D3 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master 1 2 1 6 1 6 5 44 44 S5D4 Rotura de mangueras hidráulicas Master 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N5D5 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N5D6 Acumuladores de nitrógeno con fuga 1 2 4 2 1 2 1 11 11 N5D7 Plato y/o bladders de acumuladores dañados 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5D8 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5D9 Tope mecánico dañado 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N5D10 Rotura de llanta Master 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C6A1 Deficiencia en suministro eléctrico 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N6A2 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S6A3 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 2 1 1 1 5 5 N6A4 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N6A5 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N6A6 Daño en pistones hidráulicos Esclavos 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C7A1 Deficiencia en suministro eléctrico 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N7A2 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S7A3 Parada del motor principal 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N7A4 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N7A5 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N7A6 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N8A1 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos 1 2 4 6 1 6 3 45 45 S8A2 Electroválvulas en mal estado 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N8A3 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N8A4 Sistema de control defectuoso 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N8A5 Mala operación 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N
280
Fuente: Elaboración Propia
8A6 Presión diferencial del molino mayor a 45 mbar 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N8A7 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N8B1 Material muy fino (polvo de puzolana) 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N8B2 Material muy grueso mayor a 600 BHN 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N8B3 Ingreso de metales al proceso 1 2 1 4 1 4 1 20 20 N8B4 Rotura de llanta Esclavo 1 2 1 6 2 6 5 80 80 C9A1 Deficiencia en suministro eléctrico 1 1 1 2 1 2 1 7 7 N9A2 Temperatura del aceite mayor a 70° C 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N9A3 Temperatura del aceite menor a 25° C 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N9A4 Falla en bombas de alta presión 1 2 1 6 1 6 3 42 42 S9A5 Falla en sensores de posición de válvulas 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N9A6 Válvulas manuales cerradas 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N9B1 Falla en bombas de alta presión 1 2 1 6 1 6 3 42 42 S9B2 Filtro flushing sucio 1 1 1 2 1 4 1 11 11 N9B3 Tuberías tapadas 1 1 1 2 1 4 1 11 11 N9B4 Fuga de aceite por la línea 1 2 4 4 1 4 1 23 23 N9B5 Temperatura del aceite mayor a 70° C 1 1 1 1 1 1 1 4 4 N9C1 Falla en presostatos 1 1 1 4 1 4 1 19 19 N9C2 Falla en válvulas de seguridad 1 1 1 4 1 4 1 19 19 N
281
Tabla 6.12: Resumen de la criticidad de los modos de falla
COD MODO DE FALLA Puntaje-Criticidad
1A3 Rodamientos del reductor agarrotado 80 1A4 Rotura de dientes de la piñoneria del reductor 80 1B2 Rodamientos del reductor agarratodo 80 1B3 Rotura de dientes de la piñoneria del reductor 80 3A8 Daño en pistones hidráulicos Master 80 5D10 Rotura de llanta Master 80 6A6 Daño en pistones hidráulicos Esclavos 80 8B4 Rotura de llanta Esclavo 80 2A1 Bombas de baja presión de aceite malogrado 45 2A2 Bombas de purga o flushing de aceite malogrado 45 2B2 Bombas de baja presión de aceite malogrado 45 2B3 Bombas de purga o flushing de aceite malogrado 45 3A2 Falla en las bombas hidráulicas Master 45 3B2 Falla en las bombas hidráulicas Master 45 4A2 Falla en las bombas hidráulicas Master 45 5A1 Falla en las bombas hidráulicas Master 45 5D1 Falla en las bombas hidráulicas Master 45 6A2 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos 45 7A2 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos 45 8A1 Falla en las bombas hidráulicas Esclavos 45 3A4 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master 44 4A5 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master 44 5D3 Rodamientos de chumaceras agarrotados Master 44 1A5 Rotura de eje 44 9B1 Falla en bombas de alta presión 42 9A4 Falla en bombas de alta presión 42 2A3 Enfriador de aceite dañado 23 3A5 Rotura de mangueras hidráulicas Master 23 4A6 Rotura de mangueras hidráulicas Master 23 5D4 Rotura de mangueras hidráulicas Master 23 6A4 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos 23 7A5 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos 23 8A3 Rotura de mangueras hidráulicas Esclavos 23 9B4 Fuga de aceite por la línea 23 2C11 Rotura de forro de los rodillos Master 22 2C12 Rotura de copas protectoras de los rodillos Master 22 2C13 Rotura de DAM ring 22 1F2 Ingreso de metales al proceso 20 2A4 Enfriador de agua dañado 20
282
2C10 Ingreso de metales al proceso 20 4A9 Vibración excesiva de operación mayor a 20 mm/s 20 8B3 Ingreso de metales al proceso 20 9C1 Falla en presostatos 19 9C2 Falla en válvulas de seguridad 19 1B5 Falla en el sistema de lubricación 16 1A2 Acople mecánico roto 14 1B1 Acople mecánico defectuoso 13 5D6 Acumuladores de nitrógeno con fuga 11 9B2 Filtro flushing sucio 11 9B3 Tuberías tapadas 11 3C3 Roturas en el forro de los rodillos Master 8 5C3 Tope mecánico dañado 8 1A1 No llega corriente al Motor eléctrico. 7 1A6 No hay suministro de energía 7 1B6 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 1B7 Deficiencia en suministro eléctrico 7 1C2 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 1D2 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 1E2 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 1F1 Dureza de la materia prima mayor a 600 BHN 7 1G1 Mala operación 7 1H1 Mala operación 7 1I1 Mala operación 7 2B1 Pre calentadores de aceite malogrados 7 2C2 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 2C7 Material muy grueso mayor a 600 BHN 7 3A1 Deficiencia en suministro eléctrico 7 3B4 Mala operación 7 3C2 Mala regulación de los topes mecánicos 7 3C4 Mala operación 7 3C9 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 5A2 Filtros de aceite sucios 7 5A5 Mala operación 7 5B2 Mala regulación de los topes mecánicos 7 5B5 Mala operación 7 5B7 Material muy grueso mayor a 600 BHN 7 5D7 Plato y/o bladders de acumuladores dañados 7 5D8 Mala operación 7 5D9 Tope mecánico dañado 7 6A1 Deficiencia en suministro eléctrico 7 7A1 Deficiencia en suministro eléctrico 7 8A5 Mala operación 7
283
8A7 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 8B1 Material muy fino (polvo de puzolana) 7 8B2 Material muy grueso mayor a 600 BHN 7 9A1 Deficiencia en suministro eléctrico 7 1A7 Demasiado rechazo de material (mayor a 40 TM/h) 5 1A11 Caudal de agua menor a 1200 litros/h 5 1B5 Sobrepresión en la mesa 5 1C1 Sobrepresión en la mesa 5 1D1 Sobrepresión en la mesa 5 1E1 Sobrepresión en la mesa 5 2A5 Bajo nivel de flujo de agua 5 2C1 Sobrepresión en la mesa 5 4A1 Deficiencia en suministro eléctrico 5 6A3 Electroválvulas en mal estado 5 1A8 Sistema de seguridad accionado 4
1A9 Desbalance en la base (accionamiento de presostatos de PADS en diferentes zonas) 4
1A10 Accionamiento de dos o más presostatos de PADS consecutivos 4
1A12 Sistema de control defectuoso 4 1A13 Sistema de protección defectuoso 4 1B4 Torque del motor eléctrico menor a 32 KNm 4 1C3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 4 1C4 Caudal de agua mayor a 3000 litros/h 4 1C5 Caudal de agua menor a 1200 litros /h 4 1C6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 4 1D3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 4 1D4 Caudal de agua mayor a 3000 litros /h 4 1D5 Caudal de agua menor a 1200 litros /h 4 1D6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 4 1E3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 4 1E4 Caudal de agua mayor a 3000 litros /h 4 1E5 Caudal de agua menor a 1200 litros /h 4 1E6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 4 1H2 Descarga de material de los filtros de recuperación 4 1I2 Sistema de dosificación de balanzas de materias
primas obstruidas 4 1I3 Sistema de dosificación de balanza de mezcla
obstruidas 4 2C3 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 4 2C4 Caudal de agua mayor a 3000 litros /h 4 2C5 Caudal de agua menor a 1200 litros /h 4 2C6 Caudal de aire mayor a 550000 m3/h 4
284
2C8 Mala dosificación de la balanza de alimentación 4 2C9 Atoro de material en la balanza de alimentación 4 2C14 Temperatura de salida del molino menor a 75° C 4 3A3 Electroválvulas en mal estado 4 3A6 Sistema de control defectuoso 4 3A7 Falla en sensores de posición 4 3B1 Sistema de control defectuoso 4 3B3 Falla en las electroválvulas 4
3C1 Mala calibración de la altura de los rodillos hacia la mesa 4
3C5 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 4 3C6 Caudal de agua menor a 1200 litros /h 4 3C7 Temperatura de salida del molino menor a 75° C 4 3C8 Altura de rodillos de 80 mm hacia la mesa 4 4A3 Falla en sensores de posición 4 4A4 Electroválvulas en mal estado 4 4A7 Sistema de control defectuoso 4 4A8 Parada del motor principal 4 5A3 Electroválvulas en mal estado 4 5A4 Sistema de control defectuoso 4 5A6 Presión diferencial del molino mayor a 45 mbar 4
5B1 Mala calibración de la altura de los rodillos hacia la mesa 4
5B3 Falla en sensores de posición 4
5B4 Caudal de aire menor a 425000 m3/h 4 5B6 Exceso de material sobre la mesa 4 5B8 Velocidad del clasificador dinámico en 103 rpm 4 5C1 Sistema de control defectuoso 4 5C2 Falla en sensores de posición 4 5D2 Electroválvulas en mal estado 4 5D5 Sistema de control defectuoso 4 6A5 Sistema de control defectuoso 4 7A3 Parada del motor principal 4 7A4 Electroválvulas en mal estado 4 7A6 Sistema de control defectuoso 4 8A2 Electroválvulas en mal estado 4 8A4 Sistema de control defectuoso 4 8A6 Presión diferencial del molino mayor a 45 mbar 4 9A2 Temperatura del aceite mayor a 70° C 4 9A3 Temperatura del aceite menor a 25° C 4 9A5 Falla en sensores de posición de válvulas 4 9A6 Válvulas manuales cerradas 4 9B5 Temperatura del aceite mayor a 70° C 4
Fuente: Elaboración Propia
285
Grafico 6.2: Criticidad de los modos de falla
Fuente: Elaboración Propia
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Ro
dam
ient
os d
el r
educ
tor…
Rot
ura
de d
ient
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…
Ro
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alta
…
Fal
la e
n bo
mba
s de
alta
…
PU
NTA
JE
MODOS DE FALLA
CRITICIDAD DE LOS MODOS DE FALLA
286
Ya se han hallado los modos de falla más críticos, los cuales son dos casos de
rodamientos del reductor agarrotados (causados por fallas funcionales
diferentes), dos casos de rotura de dientes de la piñonería del reductor
(causados por fallas funcionales diferentes), daño en los pistones hidráulicos
de los rodillos master, rotura de llantas de los rodillos máster, daño en los
pistones hidráulicos de los rodillos esclavos y rotura de llantas de los rodillos
esclavos.
En la tabla 6.13 se muestran los efectos y consecuencias de los modos de falla
que se han determinado teniendo en cuenta los criterios de seguridad, medio
ambiente, impacto en la producción y mantenimiento, luego se calcula el
número de prioridad de riesgo (formula 4.3) de los modos de falla.
287
Tabla 6.13: Efectos y consecuencias de los modos de falla
COD Modo de falla COD Efectos y Consecuencias S O D NPR
1A3 Rodamientos del
reductor
agarrotados
1A3A Evidente/No evidente: Si es evidente, el torque del motor eléctrico
no es transmitido al reductor, se detiene la producción.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica una
elevada corriente y temperatura en el motor eléctrico, y el reductor
no transmite torque. El personal mecánico verifica el estado del
reductor en campo, desmonta las tapas del reductor e inspecciona
sus componentes internos.
Tiempo de verificación en campo: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**Impacto de falla en el mantenimiento: S/. 567 150.00
8 3 6 144
288
1A4 Rotura de dientes
de la piñoneria del
reductor
1A4A Evidente/No evidente: Si es evidente, el torque del motor eléctrico
no es transmitido al reductor.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica una
elevada corriente y temperatura en el motor eléctrico, y el reductor
no transmite torque. El personal mecánico verifica el estado del
reductor en campo, desmonta las tapas del reductor e inspecciona
sus componentes internos.
Tiempo de verificación: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**Impacto de falla en el mantenimiento: S/. 741 400.00
8 3 6 144
289
1B2 Rodamientos del
reductor
agarrotados
1B2A Evidente/No evidente: Si es evidente, se eleva la temperatura del
reductor, disminuye el torque, se elevan las vibraciones y hay
presencia de ruidos anómalos.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica que el
motor eléctrico presenta un elevado consumo de corriente y
temperatura alta, el reductor también presenta temperatura alta
debido a que este frena al motor eléctrico. El personal mecánico
verifica el estado del reductor en campo, desmonta las tapas del
reductor y según la condición programa el mantenimiento o cambio
del componente.
Tiempo de verificación en campo: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días.
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
8 3 6 144
290
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**Impacto de falla en el mantenimiento: S/. 567 150.00
1B3 Rotura de dientes
de la piñoneria del
reductor
1B3A Evidente/No evidente: Si es evidente, hay presencia de ruidos
anómalos, incremento de la temperatura y vibraciones en el
reductor.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica un
incremento en la temperatura y vibraciones del reductor y si se
llegase a superar el límite permisible de vibraciones, se detiene el
motor y por lo tanto la producción. El personal mecánico verifica el
estado del reductor en campo, desmonta las tapas del reductor y
verifica el estado de sus componentes internos.
Tiempo de verificación: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días.
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
8 3 6 144
291
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**Impacto de falla en el mantenimiento: S/. 741 400.00
3A8 Daño en pistones
hidráulicos masters
3A8A Evidente/No evidente: Si es evidente, existen vibraciones elevadas
en el reductor y fugas de aceite por el primer nivel del molino.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica la
posición con respecto a la mesa de los rodillos en 20 mm sin que
ese valor sufra oscilaciones, se debe a que los rodillos han
colisionado con sus respectivos topes mecánicos y están estáticos,
lo cual provoca vibraciones elevadas y por lo tanto la parada del
motor principal. El personal mecánico verifica el estado de los
pistones hidráulicos de los rodillos y procede a su desmontaje y
reemplazo.
Tiempo de verificación: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días.
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
6 2 4 48
292
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**El impacto de la falla en el mantenimiento: S/. 164 750.00
5D10 Rotura de llanta
master
5D10A Evidente/No evidente: Si es evidente, existen vibraciones elevadas
en el reductor y ruidos anómalos al interior de la cámara de
molienda.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica
vibraciones del reductor elevadas, así como aumento de la presión
diferencial del molino y posibles cambios bruscos en la posición con
respecto a la mesa de todos los rodillos. El personal mecánico
ingresa al molino, procede a desmontar la llanta y su reemplazo.
Tiempo de verificación: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días.
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
7 2 4 56
293
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**El impacto de la falla en el mantenimiento: S/. 1 067 000.00
6A6 Daño en pistones
hidráulicos
esclavos
6A6A Evidente/No evidente: Si es evidente, existen vibraciones elevadas
en el reductor y fuga de aceite en la plataforma principal del molino.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica la
posición con respecto a la mesa de los rodillos en 70 mm sin que
ese valor sufra oscilaciones, se debe a que los rodillos han
colisionado con sus respectivos topes mecánicos y están estáticos,
lo cual provoca vibraciones elevadas y por lo tanto la parada del
motor principal. El personal mecánico verifica el estado de los
pistones hidráulicos de los rodillos y procede a su desmontaje y
reemplazo.
Tiempo de verificación: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días.
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
6 2 3 36
294
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**El impacto de la falla en el mantenimiento: S/. 144 750.00
8B4 Rotura de llanta
esclavo
8B4A Evidente/No evidente: Si es evidente, existen vibraciones elevadas
en el reductor y ruidos anómalos al interior de la cámara de
molienda.
Descripción del evento: El sistema de control (SCADA) indica
vibraciones del reductor elevadas, así como aumento de la presión
diferencial del molino y posibles cambios bruscos en la posición con
respecto a la mesa de todos los rodillos. El personal mecánico
ingresa al molino, procede a desmontar la llanta y su reemplazo.
Tiempo de verificación: 1 hora.
Desmontaje y reemplazo de componentes: 7 días.
Tiempo de arranque del motor: 2 h.
No afecta a la seguridad y medio ambiente.
7 2 3 42
295
*Afecta en la producción en: S/. 8 271 529.41
**El impacto de la falla en el mantenimiento: S/. 1 067 000.00
(*) Ver anexo 1.1: Impacto en la producción durante 7 días de paro.
(**) Ver anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de modos de fallas críticos.
Fuente: Elaboración Propia
Ya se han determinado los efectos y consecuencias de los modos de falla, ahora se deben establecer las estrategias de
mantenimiento preventivo y predictivo mediante el árbol lógico de decisión.
296
En la tabla 6.14 se muestra el analisis y selección de estrategias de mantenimiento basadas en el arbol logico de decisiones.
Tabla 6.14: Análisis y selección de las estrategias de mantenimiento
REFERENCIA AMEF
CONSECUENCIAS ARBOL LOGICO DE DECISION
ESTRATEGIAS
F FF MF NPR E E1 E2 E3 E4 E5 TIPO DE MANTENIMIENTO
TAREA S A SA1 SA2 SA3 SA4 SA5 P P1 P2 P3 P4 P5 M M1 M2 M3 M4 M5
1 A 3A 144 S N N S P1 Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
1 A 4A 144 S N N S P1 Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
1 B 2A 144 S N N S P1 Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
1 B 3A 144 S N N S P1 Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
297
3 A 8A 48 S N S SA3 Sustitución Cíclica Reemplazo de pistones y cambio de componentes
5 D 10A 56 S N N S P3 Sustitución Cíclica Reemplazo de llantas de rodillos Master
6 A 6A 36 S N S SA3 Sustitución Cíclica Reemplazo de pistones y cambio de componentes
8 B 4A 42 S N N S P3 Sustitución Cíclica Reemplazo de llantas de rodillos Esclavos
Fuente: Elaboración Propia
298
La finalidad de las tareas de mantenimiento a condición según la metodología
RCM, es convertirlas a estrategias de tipo sustitución cíclica o
reacondicionamiento cíclico, por esta razón se realiza el análisis Weibull
posteriormente; para hallar el tiempo en donde el costo de mantenimiento es el
óptimo sin que el equipo falle para realizar la acción preventiva.
Para los modos de falla; rodamientos del reductor agarrotados y rotura de
dientes de la piñonería del reductor; se ha determinado que el tipo de
mantenimiento a aplicar es el mantenimiento a condición, para estos casos se
ha determinado la frecuencia de monitoreo, la cual es representada por el
intervalo neto P-F de los análisis de aceite, de vibraciones y termografía como
se muestra en las figura 6.6.
Figura 6.6: Intervalo P-F de monitoreo a condición
Fuente: Elaboración Propia
Res
iste
ncia
ala
falla
Tiempo
Frecuencia de monitoreo 2 semanas
Intervalo P-F 4 semanas
P = Falla Potencial F = Falla Funcional
299
Habiendo determinado la frecuencia de monitoreo de las tareas a condición, es posible establecer la frecuencia y el costo del
mantenimiento predictivo, que se muestran en la tabla 6.15.
Tabla 6.15: Frecuencia y costo del mantenimiento predictivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3
DESCRIPCIÓN MARCA TAREA RESPONSABLE DÍA APROXIMADO
DURACIÓN DE LA TAREA
COSTO DE LA TAREA (*)
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 15/01/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 15/01/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 15/01/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 30/01/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 30/01/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 30/01/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 14/02/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 14/02/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 14/02/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR
RENK Análisis vibracional
YURA 01/03/2013 60 minutos S/. 1,250.00
300
REDUCTOR
RENK
Análisis
termográfico
YURA
01/03/2013
30 minutos
S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 01/03/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 16/03/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 16/03/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 16/03/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 31/03/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 31/03/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 31/03/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 15/04/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 15/04/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 15/04/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 30/04/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 30/04/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR
RENK
Análisis de
aceite
MOBIL
30/04/2013
15 minutos
S/. 5,000.00
301
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 15/05/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 15/05/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 15/05/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 30/05/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 30/05/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 30/05/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 14/06/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 14/06/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 14/06/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 29/06/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 29/06/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 29/06/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 14/07/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 14/07/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 14/07/2013 15 minutos S/. 5,000.00
302
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 29/07/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 29/07/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 29/07/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 13/08/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 13/08/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 13/08/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 28/08/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 28/08/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 28/08/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 12/09/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 12/09/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 12/09/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 27/09/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 27/09/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 27/09/2013 15 minutos S/. 5,000.00
303
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 12/10/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 12/10/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 12/10/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 27/10/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 27/10/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 27/10/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 11/11/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 11/11/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 11/11/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 26/11/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 26/11/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 26/11/2013 15 minutos S/. 5,000.00
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 11/12/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 11/12/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 11/12/2013 15 minutos S/. 5,000.00
304
REDUCTOR RENK Análisis vibracional
YURA 26/12/2013 60 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis termográfico
YURA 26/12/2013 30 minutos S/. 1,250.00
REDUCTOR RENK Análisis de aceite
MOBIL 26/12/2013 15 minutos S/. 5,000.00
SUB TOTAL S/. 180,000.00
(*) Ver anexo 1.4: Costo de mantenimiento predictivo.
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 6.16: Costo total del mantenimiento predictivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3
Descripción Costo Mantenimiento predictivo (ver Tabla 6.15) S/. 180,000.00Equipo con software MICROLOG SKF de registro de vibraciones y temperatura S/. 81,000.00Cámara Termográfica con software SKF S/. 54,000.00
TOTAL S/. 315,000.00
Fuente: Elaboración propia.
En la tabla 6.17 se muestra la viabilidad técnica de las estrategias de los modos de falla más críticos.
305
Tabla 6.17: Viabilidad técnica de los modos de falla críticos
ESTRATEGIAS VIABILIDAD F FF MF TIPO DE
MANTENIMIENTOTAREA FRECUENCIA TECNICA
1 A 3A Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
Cada 2 semanas
Se tiene un intervalo P-F de 4 semanas, el cual es suficiente para detectar la falla potencial con un intervalo neto de 2 semanas y programar el mantenimiento.
1 A 4A Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
Cada 2 semanas
Se tiene un intervalo P-F de 4 semanas, el cual es suficiente para detectar la falla potencial con un intervalo neto de 2 semanas y programar el mantenimiento.
1 B 2A Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
Cada 2 semanas
Se tiene un intervalo P-F de 4 semanas, el cual es suficiente para detectar la falla potencial con un intervalo neto de 2 semanas y programar el mantenimiento.
306
1 B 3A Mantenimiento a condición
Análisis vibracional, análisis de aceite y termografía.
Cada 2 semanas
Se tiene un intervalo P-F de 4 semanas, el cual es suficiente para detectar la falla potencial con un intervalo neto de 2 semanas y programar el mantenimiento.
3 A 8A Sustitución Cíclica Reemplazo de pistones y cambio de componentes
Cada 2 años La vida útil de los pistones hidráulicos es de 2 años de acuerdo al contexto operacional.
5 D 10A Sustitución Cíclica Reemplazo de llantas de rodillos Master
Cada 6 meses La vida útil de las llantas es de 6 meses de acuerdo al contexto operacional.
6 A 6A Sustitución Cíclica Reemplazo de pistones y cambio de componentes
Cada 2 años La vida útil de los pistones hidráulicos es de 2 años de acuerdo al contexto operacional.
8 B 4A Sustitución Cíclica Reemplazo de llantas de rodillos Esclavos
Cada año La vida útil de las llantas es de 1 año de acuerdo al contexto operacional.
Fuente: Elaboración Propia.
307
6.5 Calculo del tiempo óptimo de cambio de pieza: Modos de falla 1A3
y 1B2: Rodamientos del reductor agarrotados
6.5.1 Obtención de los datos
En el tiempo de operación del reductor RENK se presentó una falla
funcional causada por el modo este modo de falla y se tiene el
siguiente registro de operación en meses.
Tabla 6.18: Tiempos de operación del reductor modos de falla 1A3 y
1B2
I TO (*) Tipo 1 23.67 F 2 30.11 F
(*) Ver anexo 1.5: Tiempos de operación del reductor
Fuente: Elaboración Propia
308
6.5.2 Cálculo de los parámetros de Weibull: Método de los mínimos cuadrados
Tabla 6.19: Parámetros de Weibull modos de falla 1A3 y 1B2
TO RANGO MEDIANA X Y RANGO MEDIANA h (i-0.3)/(N+0.4) ln (ti) ln(ln(1/(1-F)Ti))) i Ti F(Ti) Xi Yi X2 Y2 XiYi 1.0000 23.6700 0.2917 3.1642 -1.0647 10.0122 1.1335 -3.36882.0000 30.1100 0.7083 3.4049 0.2088 11.5931 0.0436 0.7108
SUMA 1.0000 6.5691 -0.8559 21.6053 1.1771 -2.6581N 2
Fuente: Elaboración Propia
Con los resultados de la tabla se estiman los valores de a, b, la ecuación de la recta y el parámetro de la escala n,
mediante las fórmulas 4.13, 4.14 y 4.15.
a = -17.8085
b = 5.2916
y = 5.2916x – 17.8085
n = 28.9453 meses.
309
6.5.3 Calculo del coeficiente de correlación
Tabla 6.20: Coeficiente de correlación modos de falla 1A3 y 1B2
Xi - X prom *
TO RANGO MEDIANA
X Y RANGO MEDIANA
X Prom
Xi - X prom
(Xi - X prom)2
Y PROM
Yi - Y prom
(Yi - Y prom)2
Yi - Y prom
h (i-0.3)/(N+0.4)
ln (ti) ln(ln(1/(1-F)Ti)))
i Ti F(Ti) Xi Yi 1 23.6700 0.2917 3.1642 -1.0647 3.2845 -0.1203 0.0145 -0.4280 -0.6367 0.4054 0.0766 2 30.1100 0.7083 3.4049 0.2088 3.2845 0.1203 0.0145 -0.4280 0.6367 0.4054 0.0766 Sum 1.0000 6.5691 -0.8559 6.5691 0.0000 0.0290 -0.8559 0.0000 0.8108 0.1532 N 2 COEFICIENTE DE CORRELACION
r 1 100% FORMULA 4.17
COEFICIENTE DE CORRELACION
r 1 100% POR FUNCION EXCEL
Fuente: Elaboración Propia
310
Los parámetros estimados son los siguientes:
Parámetro de forma β = 5.2916
Parámetro de escala η = 28.9453
Parámetro de localización γ = 0
El parámetro de localización es 0 porque el coeficiente de
correlación se ajusta a la ecuación de la recta.
6.5.4 Calculo de la vida media o tiempo medio entre fallas
Para este cálculo ha sido necesario usar el anexo 1.3 Tabla de
valores de la función gamma y la fórmula 4.11.
Tabla 6.21: MTBF modos de falla 1A3 y 1B2
1+(1/β) 1.18897713 F. Gamma 0.92089 tiempo F. gamma tabla
Vida media MTBF 26.6554237 meses Con tabla Vida media MTBF 26.6635274 meses Con función Excel
Fuente: Elaboración Propia
311
6.5.5 Calculo de las 4 funciones de la confiabilidad
Se aplica un factor de 2 meses, y se utilizan las fórmulas 4.18, 4.19,
4.9 y 4.10 respectivamente.
Tabla 6.22: Funciones de la confiabilidad modos de falla 1A3 y 1B2
t meses f(t) f(T) R(t) h(t) 0 0.0000% 0.0000% 100.0000% 0.0000% 2 0.0002% 0.0001% 99.9999% 0.0002% 4 0.0037% 0.0028% 99.9972% 0.0037% 6 0.0213% 0.0242% 99.9758% 0.0213% 8 0.0732% 0.1108% 99.8892% 0.0733%
10 0.1903% 0.3603% 99.6397% 0.1910% 12 0.4138% 0.9428% 99.0572% 0.4177% 14 0.7923% 2.1189% 97.8811% 0.8095% 16 1.3748% 4.2485% 95.7515% 1.4358% 18 2.1951% 7.7775% 92.2225% 2.3803% 20 3.2478% 13.1855% 86.8145% 3.7411% 22 4.4561% 20.8748% 79.1252% 5.6317% 24 5.6451% 30.9993% 69.0007% 8.1812% 26 6.5444% 43.2629% 56.7371% 11.5346% 28 6.8519% 56.7802% 43.2198% 15.8536% 30 6.3661% 70.1358% 29.8642% 21.3167% 32 5.1346% 81.7402% 18.2598% 28.1196% 34 3.5008% 90.4023% 9.5977% 36.4757% 36 1.9553% 95.8055% 4.1945% 46.6163% 38 0.8625% 98.5329% 1.4671% 58.7909% 40 0.2882% 99.6067% 0.3933% 73.2677%
Fuente: Elaboración Propia
312
Grafico 6.3: Función de densidad modos de falla 1A3 y 1B2
Fuente: Elaboración Propia
-1.0000%
0.0000%
1.0000%
2.0000%
3.0000%
4.0000%
5.0000%
6.0000%
7.0000%
8.0000%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
f(t)
Tiempo (horas)
Funcion de Densidad
313
Grafico 6.4: Función de distribución modos de falla 1A3 y 1B2
Fuente: Elaboración Propia
-20.0000%
0.0000%
20.0000%
40.0000%
60.0000%
80.0000%
100.0000%
120.0000%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
F(t
)
Tiempo (horas)
Funcion de Distribucion
314
Grafico 6.5: Función de supervivencia modos de falla 1A3 y 1B2
Fuente: Elaboración Propia
0.0000%
20.0000%
40.0000%
60.0000%
80.0000%
100.0000%
120.0000%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
R(t)
Tiempo (horas)
Funcion de Supervivencia
315
Grafico 6.6: Función de riesgo o probabilidad de falla modos de falla 1A3 y 1B2
Fuente: Elaboración Propia
-10.0000%
0.0000%
10.0000%
20.0000%
30.0000%
40.0000%
50.0000%
60.0000%
70.0000%
80.0000%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
h(t)
Tiempo (horas)
Probabilidad de Falla
316
El análisis RCM previo determina que los modos de falla rodamientos
del reductor agarrotados tienen consecuencias graves en la
operación. La factibilidad económica será el factor predominante en la
decisión de la estrategia de mantenimiento a aplicar.
6.5.6 Factibilidad técnica
El valor b = 5.2916 mayor que 1 indica que si es factible aplicar tareas
de reacondicionamiento o sustitución cíclicas, dicha afirmación se
verifica por le tendencia creciente de la función riesgo.
6.5.7 Factibilidad económica
La siguiente tabla resume los datos necesarios para el cálculo del
tiempo óptimo para el cambio de componentes.
317
Tabla 6.23: Datos para el cálculo del tiempo optimo modos de falla 1A3 y 1B2
ITEM DESCRIPCION COSTO UNIDADA Costo de 2 rodamientos SKF (*) S/. 212,000.00 S/. B Costo de insumos (aceite ISO VG 320) (*) S/. 13,250.00 S/. C Costo de maniobras (grúa) (*) S/. 8,000.00 S/. D Costo mano de obra mantenimiento (Personal RENK) (*) S/. 333,900.00 S/. E Costo de lucro cesante (**) S/. 8,271,529.41 S/. F Costo de monitoreo a condición (***) S/. 315,000.00 S/. G Costo de la tarea preventiva (A+B+C+D+F) Cp S/. 882,150.00 S/. H Costo de la tarea correctiva (E+G) Cf S/. 8,838,679.41 S/. I Duración de tarea preventiva (7 Días) Tp 0.23 meses J Duración de tarea correctiva (7 Días) Tf 0.23 meses K Tiempo inicial INICIO Ti 1 meses L Diferencial de tiempo dt 1 meses
(*) Ver anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de modos de fallas críticos.
(**) Ver anexo 1.1: Impacto en la producción durante 7 días de paro.
(***) Ver tabla 6.16: Costo total del mantenimiento predictivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3.
Fuente: Elaboración Propia
318
Con la fórmula 4.20 se ha determinado el tiempo óptimo de mantenimiento para este modo de falla.
Tabla 6.24: Tiempo óptimo para el cambio de rodamientos del reductor
tp f(tp) tp*f(tp)*dt ʃ(t*f(tp)*dti) F(tp) R(tp) Soles/mes 0 0.00% 0 0 0.00% 100.00% S/. 3,835,434.78 1 0.00% 9.7598E-08 9.75975E-08 0.00% 100.00% S/. 717,195.20 2 0.00% 3.8228E-06 3.92041E-06 0.00% 100.00% S/. 395,585.10 3 0.00% 3.2673E-05 3.65937E-05 0.00% 100.00% S/. 273,125.14 4 0.00% 0.00014973 0.000186326 0.00% 100.00% S/. 208,595.72 5 0.01% 0.00048764 0.000673967 0.01% 99.99% S/. 168,804.45 6 0.02% 0.00127948 0.001953449 0.02% 99.98% S/. 141,894.50 7 0.04% 0.00289175 0.004845199 0.05% 99.95% S/. 122,596.73 8 0.07% 0.00585854 0.010703742 0.11% 99.89% S/. 108,233.83 9 0.12% 0.01091577 0.021619509 0.21% 99.79% S/. 97,322.27
10 0.19% 0.01903341 0.040652921 0.36% 99.64% S/. 88,994.07 11 0.29% 0.03144299 0.072095907 0.60% 99.40% S/. 82,727.38 12 0.41% 0.04965573 0.12175164 0.94% 99.06% S/. 78,208.81 13 0.58% 0.07546549 0.197217132 1.44% 98.56% S/. 75,257.50 14 0.79% 0.11092797 0.308145103 2.12% 97.88% S/. 73,780.18 15 1.06% 0.15830601 0.466451113 3.04% 96.96% S/. 73,742.57 16 1.37% 0.21996866 0.686419776 4.25% 95.75% S/. 75,149.65 17 1.75% 0.29823108 0.984650852 5.81% 94.19% S/. 78,030.65 18 2.20% 0.39512341 1.379774261 7.78% 92.22% S/. 82,426.54 19 2.70% 0.51208164 1.891855897 10.22% 89.78% S/. 88,378.79 20 3.25% 0.64956243 2.541418328 13.19% 86.81% S/. 95,918.59 21 3.84% 0.80659996 3.348018286 16.73% 83.27% S/. 105,056.59
319
22 4.46% 0.98034463 4.32836292 20.87% 79.13% S/. 115,772.99 23 5.07% 1.16565183 5.494014751 25.64% 74.36% S/. 128,008.51 24 5.65% 1.35481809 6.848832842 31.00% 69.00% S/. 141,656.58 25 6.15% 1.53758596 8.386418806 36.90% 63.10% S/. 156,557.49 26 6.54% 1.70154449 10.0879633 43.26% 56.74% S/. 172,494.83 27 6.79% 1.83302628 11.92098957 49.94% 50.06% S/. 189,195.00 28 6.85% 1.91853155 13.83952112 56.78% 43.22% S/. 206,330.33 29 6.71% 1.94659013 15.78611125 63.58% 36.42% S/. 223,526.42 30 6.37% 1.90981708 17.69592833 70.14% 29.86% S/. 240,375.00
Fuente: Elaboración Propia
En el mes 15 se debe de hacer el cambio de rodamientos a un costo de S/. 73 742.57 teniendo una confiabilidad de
96.96% y una probabilidad de falla de 3.04%.
Ya se ha podido determinar que es factible la sustitución cíclica de estos componentes.
320
Grafico 6.7: Tiempo óptimo para el cambio de rodamientos del reductor
Fuente: Elaboración Propia
S/. -
S/. 50,000.00
S/. 100,000.00
S/. 150,000.00
S/. 200,000.00
S/. 250,000.00
S/. 300,000.00
S/. 350,000.00
S/. 400,000.00
S/. 450,000.00
S/. 500,000.00
0 5 10 15 20 25 30 35
Co
sto
/Mes
Frecuencia MP mes
Tiempo optimo
321
6.6 Calculo del tiempo óptimo de cambio de pieza: Modos de falla 1A4 y
1B3: Rotura de dientes de la piñonería del reductor
6.6.1 Obtención de los datos
En el tiempo de operación del reductor RENK se presentó una falla
funcional causada por el modo este modo de falla y se tiene el
siguiente registro de operación en meses.
Tabla 6.25: Tiempos de operación del reductor falla 1A4 y 1B3
i TO Tipo 1 22 F 2 28 F
(*) Ver anexo 1.5: Tiempos de operación del reductor
Fuente: Elaboración Propia
322
6.6.2 Cálculo de los parámetros de Weibull: Método de los mínimos cuadrados
Tabla 6.26: Parámetros de Weibull modos de falla 1A4 y 1B3
TO RANGO MEDIANA X Y RANGO MEDIANA h (i-0.3)/(N+0.4) ln (ti) ln(ln(1/(1-F)Ti))) i Ti F(Ti) Xi Yi X2 Y2 XiYi 1 22 0.2917 3.0910 -1.0647 9.5545 1.1335 -3.29102 28 0.7083 3.3322 0.2088 11.1036 0.0436 0.6956
SUMA 1 6.4232 -0.8559 20.6581 1.1771 -2.5953N 2
Fuente: Elaboración Propia
Con los resultados de la tabla se estiman los valores de a, b, la ecuación de la recta y el parámetro de la escala n,
mediante las formulas 4.13, 4.14 y 4.15.
a = -17.3866
b = 5.2804
y = 5.2804x – 17.3866
323
n = 26.9146 meses.
6.6.3 Calculo del coeficiente de correlación
Tabla 6.27: Coeficiente de correlación modos de falla 1A4 y 1B3
Xi - X prom *
TO RANGO MEDIANA
X Y RANGO MEDIANA
X PROM Xi - X prom
(Xi - X prom)2
Y PROM Yi - Y prom
(Yi - Y prom)2
Yi - Y prom
h (i-0.3)/(N+0.4)
ln (ti) ln(ln(1/(1-F)Ti)))
i Ti F(Ti) Xi Yi 1 22 0.2917 3.0910 -1.0647 3.2116 -0.1206 0.0145 -0.4280 -0.6367 0.4054 0.0768 2 28 0.7083 3.3322 0.2088 3.2116 0.1206 0.0145 -0.4280 0.6367 0.4054 0.0768 Sum 1.0000 6.4232 -0.8559 6.4232 0.0000 0.0291 -0.8559 0.0000 0.8108 0.1536 N 2 COEFICIENTE DE CORRELACION
r 1 100% FORMULA 4.17
COEFICIENTE DE CORRELACION
r 1 100% POR FUNCION EXCEL
Fuente: Elaboración Propia
324
Los parámetros estimados son los siguientes:
Parámetro de forma β = 5.2804
Parámetro de escala η = 26.9146
Parámetro de localización γ = 0
El parámetro de localización es 0 porque el coeficiente de
correlación se ajusta a la ecuación de la recta.
6.6.4 Calculo de la vida media o tiempo medio entre fallas
Para este cálculo ha sido necesario usar el anexo 1.3 Tabla de
valores de la función gamma y la fórmula 4.11.
Tabla 6.28: MTBF modos de falla 1A4 y 1B3
1+(1/β) 1.1894 F. Gamma 0.9209 tiempo F. Gamma Tabla
Vida media MTBF 24.7854229 horas Con tablas Vida media MTBF 24.7899328 horas Con función Excel
Fuente: Elaboración Propia
325
6.6.5 Calculo de las 4 funciones de la confiabilidad
Se aplica un factor de 2 meses y se utilizan las formulas 4.18, 4.19,
4.9 y 4.10 respectivamente.
Tabla 6.29: Funciones de la confiabilidad modos de falla 1A4 y 1B3
t meses f(t) f(T) R(t) h(t) 0 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 2 0.00% 0.00% 100.00% 0.00% 4 0.01% 0.00% 100.00% 0.01% 6 0.03% 0.04% 99.96% 0.03% 8 0.11% 0.16% 99.84% 0.11% 10 0.28% 0.53% 99.47% 0.28% 12 0.61% 1.39% 98.61% 0.62% 14 1.16% 3.12% 96.88% 1.20% 16 1.99% 6.22% 93.78% 2.12% 18 3.11% 11.27% 88.73% 3.51% 20 4.47% 18.82% 81.18% 5.50% 22 5.86% 29.17% 70.83% 8.28% 24 6.96% 42.07% 57.93% 12.01% 26 7.35% 56.53% 43.47% 16.92% 28 6.78% 70.83% 29.17% 23.24% 30 5.30% 83.03% 16.97% 31.22% 32 3.40% 91.74% 8.26% 41.15% 34 1.72% 96.78% 3.22% 53.35% 36 0.65% 99.04% 0.96% 68.13% 38 0.18% 99.79% 0.21% 85.87% 40 0.03% 99.97% 0.03% 106.96%
Fuente: Elaboración Propia
326
Grafico 6.8: Función de densidad modos de falla 1A4 y 1B3
Fuente: Elaboración Propia
-1.00%
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
6.00%
7.00%
8.00%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
f(t)
Tiempo (meses)
Funcion de Densidad
327
Grafico 6.9: Función de distribución modos de falla 1A4 y 1B3
Fuente: Elaboración Propia
-20.00%
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
100.00%
120.00%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
F(t
)
Tiempo (meses)
Funcion de Distribucion
328
Grafico 6.10: Función de supervivencia modos de falla 1A4 y 1B3
Fuente: Elaboración Propia
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
100.00%
120.00%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
R(t
)
Tiempo (meses)
Funcion de Supervivencia
329
Grafico 6.11: Función de riesgo o probabilidad de falla modos de falla 1A4 y 1B3
Fuente: Elaboración Propia
-20.00%
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
100.00%
120.00%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
h(t
)
Tiempo (meses)
Probabilidad de Falla
330
El análisis RCM previo determina que los modos de falla rodamientos
del reductor agarrotados tienen consecuencias graves en la
operación. La factibilidad económica será el factor predominante en la
decisión de la estrategia de mantenimiento a aplicar.
6.6.6 Factibilidad técnica
El valor b = 5.2804 mayor que 1 indica que si es factible aplicar tareas
de reacondicionamiento o sustitución cíclicas, dicha afirmación se
verifica por le tendencia creciente de la función riesgo.
6.6.7 Factibilidad económica
La siguiente tabla resume los datos necesarios para el cálculo del
tiempo óptimo para el cambio de componentes.
331
Tabla 6.30: Datos para el cálculo del tiempo optimo modos de falla 1A4 y 1B3
ITEM DESCRIPCION COSTO UNIDADA Costo de 2 piñones RENK (*) S/. 265,000.00 S/. B Costo de insumos (aceite ISO VG 320) (*) S/. 132,500.00 S/. C Costo de maniobras (grúa) (*) S/. 10,000.00 S/. D Costo mano de obra mantenimiento (Personal RENK) (*) S/. 333,900.00 S/. E Costo de lucro cesante (**) S/. 8,271,529.41 S/. F Costo mano de monitoreo a condición (***) S/. 315,000.00 S/. G Costo de la tarea preventiva (A+B+C+D+F) Cp S/. 1,056,400.00 S/. H Costo de la tarea correctiva (E+G) Cf S/. 9,012,929.41 S/. I Duración de tarea preventiva (7 Días) Tp 0.23 meses J Duración de tarea correctiva (7 Días) Tf 0.23 meses K Tiempo inicial INICIO Ti 1 meses L Diferencial de tiempo dt 1 meses
(*) Ver anexo 1.2: Costos de mantenimiento correctivo de modos de fallas críticos.
(**) Ver anexo 1.1: Impacto en la producción durante 7 días de paro.
(***)Ver tabla 6.16: Costo total del mantenimiento predictivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3.
Fuente: Elaboración Propia
332
Con la fórmula 4.20 se ha determinado el tiempo óptimo de mantenimiento para este modo de falla.
Tabla 6.31: Tiempo óptimo para el cambio de piñones desgastados
tp f(tp) tp*f(tp)*dt ʃ(t*f(tp)*dti) F(tp) R(tp) Soles/mes 0 0.00% 0 0 0.00% 100.00% S/. 4,593,043.48 1 0.00% 1.4852E-07 1.4852E-07 0.00% 100.00% S/. 858,861.892 0.00% 5.772E-06 5.9205E-06 0.00% 100.00% S/. 473,725.083 0.00% 4.9108E-05 5.5029E-05 0.00% 100.00% S/. 327,078.994 0.01% 0.00022432 0.00027935 0.00% 100.00% S/. 249,813.405 0.01% 0.00072869 0.00100804 0.01% 99.99% S/. 202,186.196 0.03% 0.0019079 0.00291594 0.04% 99.96% S/. 170,007.757 0.06% 0.00430391 0.00721986 0.08% 99.92% S/. 146,980.038 0.11% 0.00870403 0.01592389 0.16% 99.84% S/. 129,911.549 0.18% 0.01618852 0.03211241 0.31% 99.69% S/. 117,042.95
10 0.28% 0.02817282 0.06028523 0.53% 99.47% S/. 107,354.4811 0.42% 0.04643825 0.10672348 0.88% 99.12% S/. 100,242.8512 0.61% 0.07314198 0.17986546 1.39% 98.61% S/. 95,355.6313 0.85% 0.11079368 0.29065913 2.12% 97.88% S/. 92,499.2014 1.16% 0.16218241 0.45284155 3.12% 96.88% S/. 91,583.3915 1.53% 0.23023406 0.6830756 4.46% 95.54% S/. 92,585.0416 1.99% 0.31777809 1.00085369 6.22% 93.78% S/. 95,521.6817 2.51% 0.42720501 1.4280587 8.46% 91.54% S/. 100,430.3518 3.11% 0.56000453 1.98806323 11.27% 88.73% S/. 107,349.0619 3.77% 0.71619288 2.70425611 14.70% 85.30% S/. 116,299.7020 4.47% 0.89366777 3.59792388 18.82% 81.18% S/. 127,271.9121 5.18% 1.08757204 4.68549593 23.64% 76.36% S/. 140,208.32
333
22 5.86% 1.28979777 5.97529369 29.17% 70.83% S/. 154,991.6123 6.47% 1.4888108 7.46410449 35.34% 64.66% S/. 171,434.3324 6.96% 1.67000247 9.13410696 42.07% 57.93% S/. 189,272.2125 7.27% 1.81675315 10.9508601 49.20% 50.80% S/. 208,161.8626 7.35% 1.91229493 12.863155 56.53% 43.47% S/. 227,683.6727 7.19% 1.94227251 14.8054276 63.83% 36.17% S/. 247,350.9928 6.78% 1.89764008 16.7030676 70.83% 29.17% S/. 266,627.3229 6.13% 1.77726199 18.4803296 77.30% 22.70% S/. 284,953.6930 5.30% 1.58942058 20.0697502 83.03% 16.97% S/. 301,787.97
Fuente: Elaboración Propia
En el mes 14 se debe de hacer el cambio de piñones a un costo de S/. 91 583.39 teniendo una confiabilidad de
96.88% y una probabilidad de falla de 3.12%.
Ya se ha podido determinar que es factible la sustitución cíclica de estos componentes.
334
Grafico 6.12: Tiempo óptimo para el cambio de piñoneria del reductor
Fuente: Elaboración Propia
S/. -
S/. 50,000.00
S/. 100,000.00
S/. 150,000.00
S/. 200,000.00
S/. 250,000.00
S/. 300,000.00
S/. 350,000.00
S/. 400,000.00
S/. 450,000.00
S/. 500,000.00
0 5 10 15 20 25 30 35
Co
sto
/Mes
Frecuencia MP mes
Tiempo optimo
335
6.7 Plan de mantenimiento preventivo y predictivo
Al haber determinado mediante el análisis Weibull que es factible la
sustitución cíclica de los componentes en los modos de falla analizados,
se puede establecer finalmente el plan de mantenimiento predictivo y
preventivo con claridad. Se va a incluir los equipos semi críticos y críticos
que fueron determinados por el análisis de criticidad en el capítulo VI.
En la tabla 6.32 se muestra el plan de mantenimiento para los equipos
semi críticos y en la tabla 6.33 se muestra el plan de mantenimiento para
los equipos críticos.
336
Tabla 6.32: Plan de mantenimiento preventivo y predictivo de los equipos semi críticos
Equipo Componente Actividad Estado Frecuencia Mantenimiento
Faja
transportadora
Guarderas Inspección de estado de Guarderas P 1M INSPECCION
Estructura Inspección de estructura metálica P 1M INSPECCION
Polea de cola Inspección de polea de cola P 1M INSPECCION
Polea motriz Inspección de polea motriz P 1M INSPECCION
Polea tensora Inspección de polea tensora P 1M INSPECCION
Polea deflectora Inspección de poleas deflectoras P 1M INSPECCION
Rodamientos Engrase de rodamientos de
chumaceras de poleas
M 1S PREVENTIVO
Rodamientos Monitoreo de temperaturas de
chumaceras de poleas
M 1M PREDICTIVO
Polines Verificación de estado de polines de
carga y de retorno
M 1S INSPECCION
337
Polines Verificación de estado de polines
autoalineantes
M 1S INSPECCION
Polines Cambio de polines P 1M PREVENTIVO
Banda Verificación de estado de superficie M 1D INSPECCION
Banda Verificación de alineamiento de
banda
M 1D PREVENTIVO
Banda Verificación de estado de empalme P 1S INSPECCION
Banda Medir espesor de banda P 2M PREDICTIVO
Contrapeso Verificación de estado de cable M 1D INSPECCION
Cuerda de
emergencia
Verificación de estado de y
operatividad de cuerda de
emergencia
P 1S INSPECCION
Sensor de
alineamiento
Verificación de estado y operatividad
de sensor de desalineamiento
P 1S INSPECCION
Chutes (carga y Verificación de estado de chutes M 1D INSPECCION
338
descarga) (fugas, agujeros)
Limpiadores Verificación de estado de elemento
tensor (resorte o contrapeso)
P 1S INSPECCION
Limpiadores Verificación de estado de elemento
limpiador (caucho)
P 1S INSPECCION
Despolvorizador Verificación la presencia de presión
negativa en los ductos de succión
M 1S INSPECCION
Reductor Monitoreo de temperaturas de
reductor, chumacera y acoplamiento
M 1S PREDICTIVO
Reductor Monitorear vibraciones de reductor y
chumaceras
M 1M PREDICTIVO
Reductor Verificación de estado de pernos de
anclajes y bases
M 1S INSPECCION
Reductor Verificación de nivel y color de aceite M 1S PREVENTIVO
Reductor Verificación de la presencia de M 1S INSPECCION
339
ruidos extraños e identificación de la
fuente
Reductor Inspección de componentes internos P 1A INSPECCION
Reductor Verificación de limpieza del
respiradero de aceite
M 1S PREVENTIVO
Reductor Muestreo de aceite P 6M PREDICTIVO
Reductor Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Reductor Cambio de aceite P 1A PREVENTIVO
Transmisión Verificación del tensado de la
cadena
M 1S PREVENTIVO
Transmisión Verificar lubricación de la cadena M 1S PREVENTIVO
Transmisión Verificación de la presencia de
ruidos extraños e identificación de la
fuente
M 1S INSPECCION
Transmisión Verificación de estado de sprocket P 1M INSPECCION
340
motriz
Transmisión Verificación de estado de sprocket
conducido
P 1M INSPECCION
Transmisión Toma y registro de la elongación de
la cadena
P 1M PREDICTIVO
Transmisión Verificar estado de dientes de los
sprockets
P 3M PREDICTIVO
Transmisión Verificación de alineamiento P 3M PREDICTIVO
Balanza de
dosificación
Tambores
(Motriz, cola)
Verificación de estado de eje y
superficie de tambor
P 1S INSPECCION
Tambores
(Motriz, cola)
Monitoreo de temperatura y
vibración de las chumaceras
M 1S PREDICTIVO
Rodamientos Engrasar chumaceras de poleas
motriz y cola
M 1S PREVENTIVO
341
Polines Verificación de estado de polines de
carga y de retorno
M 1D INSPECCION
Polines Cambio de polines P 1S PREVENTIVO
Polines Verificación de estado de polines
autoalineantes
M 1D INSPECCION
Banda Verificación de estado de superficie M 1D INSPECCION
Banda Verificación de alineamiento de
banda
M 1D PREVENTIVO
Banda Verificación de estado de empalme P 1S INSPECCION
Sensor de
alineamiento
Verificación de estado y operatividad
de sensor de desalineamiento
P 1S INSPECCION
Chutes (carga y
descarga)
Verificación de estado de chutes
(fugas, agujeros)
M 1D INSPECCION
Chutes (carga y
descarga)
Verificación de estado de guardas
(presencia y correcta posición)
M 1D INSPECCION
342
Limpiadores Verificación de estado de elemento
tensor (resorte o contrapeso)
P 1S INSPECCION
Limpiadores Verificación de estado de elemento
limpiador (caucho)
P 1S INSPECCION
Despolvorizador Verificación la presencia de presión
negativa en los ductos de succión
M 1S INSPECCION
Reductor Monitorear temperatura y vibración
en rodamientos
M 1S PREDICTIVO
Reductor Verificación de estado de pernos de
anclajes y bases
M 1S INSPECCION
Reductor Verificación de nivel y color de aceite M 1S PREVENTIVO
Reductor Verificación de la presencia de
ruidos extraños e identificación de la
fuente
M 1S INSPECCION
Reductor Muestreo de aceite P 6M PREDICTIVO
343
Reductor Cambio de aceite P 1A PREVENTIVO
Reductor Inspección de componentes internos P 1A INSPECCION
Reductor Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Reductor Verificación de limpieza del
respiradero de aceite
M 1S PREVENTIVO
Válvula rotativa Reductor Monitorear temperatura y vibración
en rodamientos
M 1S PREDICTIVO
Reductor Verificación de estado de pernos de
anclajes y bases
M 1S INSPECCION
Reductor Verificación de nivel y color de aceite M 1S PREVENTIVO
Reductor Verificación de la presencia de
ruidos extraños e identificación de la
fuente
M 1S INSPECCION
Reductor Muestreo de aceite P 6M PREDICTIVO
Reductor Cambio de aceite P 1A PREVENTIVO
344
Reductor Inspección de componentes internos P 1A INSPECCION
Reductor Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Reductor Verificación de limpieza del
respiradero de aceite
M 1S PREVENTIVO
Válvula Toma y registro de temperatura en
rodamientos
M 1S PREDICTIVO
Válvula Verificación de estado de chutes
(fugas, agujeros)
M 1S INSPECCION
Válvula Toma y registro de espacio entre
barra reajustable y cuerpo de la
válvula
P 1M PREDICTIVO
Clasificador
dinámico
Alabes móviles Verificación de estado de alabes
móviles (360 Piezas) (medir los más
desgastados)
P 1S INSPECCION
345
Alabes móviles
Verificación de estado de topes de
alabes móviles
P
1S
INSPECCION
Alabes fijos Verificación de estado de alabes fijos
30 piezas
P 1S INSPECCION
Alabes fijos Verificación de estado de cubos
soporte y pines
P 1S INSPECCION
Sistemas
hidráulicos y de
lubricación
Hidráulico RE Verificación de nivel y color de aceite
en deposito
M 1D PREVENTIVO
Hidráulico RE Registro de presión de aceite M 1D INSPECCION
Hidráulico RE Verificación de limpieza del
respiradero del deposito
M 1D PREVENTIVO
Hidráulico RE Verificación de fugas de aceite
M 1D INSPECCION
346
Hidráulico RE
Verificación de la saturación del filtro
de aceite
M
1S
INSPECCION
Hidráulico RE Verificación de la limpieza de las
válvulas
P 1M INSPECCION
Hidráulico RE Verificación de elementos internos
de bomba(s).
P 3M INSPECCION
Hidráulico RM Verificación de nivel y color de aceite
en deposito
M 1D PREVENTIVO
Hidráulico RM Registro de presión en marcha M 1D INSPECCION
Hidráulico RM Registro de presión de la bomba M 1D INSPECCION
Hidráulico RM Registro de contrapresión M 1D INSPECCION
Hidráulico RM Verificación de limpieza del
respiradero del deposito
M 1D PREVENTIVO
347
Hidráulico RM
Verificación de fugas de aceite
M
1D
INSPECCION
Hidráulico RM Verificación de la saturación del filtro
de aceite
M 1S INSPECCION
Hidráulico RM Verificación de la limpieza de las
válvulas
P 1M INSPECCION
Hidráulico RM Verificación de elementos internos
de bomba(s).
P 3M INSPECCION
Lubricación RM Verificación de estado de pernos de
anclajes y bases
M 1S INSPECCION
Lubricación RM Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Lubricación RM Verificación de la presencia de
ruidos extraños e identificación de la
fuente
M 1S INSPECCION
348
Lubricación RM
Verificación de la saturación del filtro
de aceite
M
1S
INSPECCION
Lubricación RM Verificación de la limpieza de las
válvulas
P 1M INSPECCION
Lubricación RM Verificación de elementos internos
de bomba(s).
P 3M INSPECCION
Lubricación RM Verificación de nivel y color de aceite
en deposito
M 1D PREVENTIVO
Lubricación RM Registro de presión de succión M 1S INSPECCION
Lubricación RM Registro de presión de la bomba M 1S INSPECCION
Lubricación RM Registro de la temperatura del aceite M 1S INSPECCION
Lubricación RM Verificación de flujo de aceite en
mirillas (debe retornar en
borbotones)
M 1D INSPECCION
349
Lubricación RM Verificación de limpieza del
respiradero del deposito
M 1D PREVENTIVO
Lubricación
Reductor
Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Verificación de fugas de agua M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Registro de presión de agua M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Registro de temperatura de aceite
después del enfriador
M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Registro de temperatura a la salida
del reductor
M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Verificación de posición de válvula
antes de la bomba (normalmente
abierta)
M 1D INSPECCION
350
Lubricación
Reductor
Registro de presión de aceite entre
bomba y filtro.
M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Registro de posición de filtro dual M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Registro de presión del aceite en
piñón y corona
M 1D INSPECCION
Lubricación
Reductor
Monitorear flujo de aceite de
enfriamiento de PADS
M 1S INSPECCION
Circuito de
filtración fina
Verificación de estado del saturación
del filtro (cambiar cuando el color
rojo alcance el 70%)
M 1S INSPECCION
Circuito de
filtración fina
Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Circuito de
filtración fina
Verificación de elementos internos
de bomba(s).
P 3M INSPECCION
351
Filtro principal Filtro Verificación de estado de elementos
filtrantes (Por sectores, cubrir todo el
filtro en 3 meses)
P 3M INSPECCION
Filtro Verificación de estado de sistemas
de limpieza (fugas y correcto
accionamiento)
M 1D INSPECCION
Filtro Verificación de estado de unidades
de mantenimiento (purgar, verificar
nivel de aceite)
M 1D INSPECCION
Filtro Purga de tanques acumuladores M 1D INSPECCION
Filtro Verificar estado de aislamiento
térmico
P 3M INSPECCION
Canaleta
aerodeslizador
Chutes Verificación de estado de chutes
(fugas, agujeros, acumulación de
material)
M 1S INSPECCION
352
Cámara de aire Verificación de ausencia de material
(prueba de sonido por golpeo)
M 1S INSPECCION
Estructura Verificación de ausencia de fugas,
agujeros, acumulación de material
M 1S INSPECCION
Estructura Verificación de cierre hermético de
tapas de inspección
M 1S INSPECCION
Cámara de
material
Verificación de estado de lona
(retirar tapas de inspección y ver
roturas, desgastes)
P 1M INSPECCION
Tuberías de
aire
Verificación de fugas M 1S INSPECCION
Ventilador Verificación de estado de filtro de
succión (presencia, ausencia,
saturación)
M 1S INSPECCION
353
Ventilador Verificación de estado de alabes
(desgaste, deformaciones, limpieza)
P 3M INSPECCION
Ventilador Verificación de balanceo de rotor
(dar giro manual)
P 3M INSPECCION
Fuente: Elaboración Propia
354
Tabla 6.33: Plan de mantenimiento preventivo y predictivo de los equipos críticos
Equipo Componente Actividad Estado Frecuencia Mantenimiento
Reductor
RENK
Acoplamiento Verificación de alineamiento P 3M PREVENTIVO
Acoplamiento Verificación de estado de elementos
de acople
P 3M INSPECCION
Reductor Cambio de aceite P 1A PREVENTIVO
Reductor Monitoreo de componentes con
cámara Termográfica
M 2S PREDICTIVO
Reductor Monitoreo de temperaturas en
rodamientos
M 2S PREDICTIVO
Reductor Monitoreo de vibraciones en
rodamientos
M 2S PREDICTIVO
Reductor Análisis de aceite P 2S PREDICTIVO
Reductor Cambio de piñoneria del reductor P 14M PREVENTIVO
Reductor Cambio de rodamientos del reductor P 15M PREVENTIVO
355
Reductor Verificación de nivel y color de aceite
en tina superior
M 1D PREVENTIVO
Reductor Verificación de nivel y color de aceite
en deposito
M 1D PREVENTIVO
Reductor Verificación de fugas de aceite M 1D INSPECCION
Reductor Registro de flujo de aceite M 1D INSPECCION
Reductor Verificación de la presencia de ruidos
extraños e identificación de la fuente
M 1D INSPECCION
Reductor Toma y registro de temperatura en
tina del reductor (ver termómetro)
M 1D INSPECCION
Reductor Verificación de estado de pernos de
anclajes y bases (usar calibrador de
lainas)
M 1S PREDICTIVO
Reductor Verificación de ajuste de cuñas en la
base del reductor
P 1M INSPECCION
356
Reductor Inspección de primer planetario
(programada con técnico RENK)
P 2A INSPECCION
Reductor Inspección de segundo planetario
(programada con técnico RENK)
P 2A INSPECCION
Reductor Inspección del piñón de ataque y
rodamientos (programada con
técnico RENK)
P 1A INSPECCION
Cámara de
molienda
Rodillos Master Verificación de estado de pernos de
los forros de los rodillos master
P 1S INSPECCION
Rodillos Master Verificación de estado de pernos de
pedestal de brazos de rodillos
(solturas)
P 1S INSPECCION
Rodillos Master Verificación de estado de fundas
protectoras del eje de los rodillos
master
P 1S INSPECCION
357
Rodillos Master Verificación de sello de aire de
rodillos master (calibrar holgura)
P 2S INSPECCION
Rodillos Master Verificación de operatividad de sello
de aire de rodillos master
P 2S INSPECCION
Rodillos Master Verificación de estado de sello de
jebe del rocker arm
P 2S INSPECCION
Rodillos Master Medición de desgaste de forro de
rodillos
P 3S PREDICTIVO
Rodillos Master Verificación de ajuste de pivote (axle
pin)
P 2M INSPECCION
Rodillos Master Cambio de llantas P 6M PREVENTIVO
Rodillos Master Cambio de pistones P 2A PREVENTIVO
Rodillos Esclavos Verificación de estado de pernos de
los forros de los rodillos esclavos
P 1S INSPECCION
358
Rodillos Esclavos
Verificación de operatividad de sello
de aire de rodillos esclavos
P
2S
INSPECCION
Rodillos Esclavos Verificación de estado de fundas
protectoras del eje de los rodillos
esclavos
P 2S INSPECCION
Rodillos Esclavos Verificación de sello de aire de
rodillos esclavos (calibrar holgura)
P 2S PREVENTIVO
Rodillos Esclavos Verificación de nivel y color de aceite
en rodillos esclavos
P 2S PREVENTIVO
Rodillos Esclavos Medición de desgaste de forro de
rodillos
P 3S PREDICTIVO
Rodillos Esclavos Cambio de llantas P 1A PREVENTIVO
Rodillos Esclavos Cambio de pistones
P 2A PREVENTIVO
359
Sistema de
lubricación
del
reductor
Sistema de alta
presión reductor
Verificación de fugas de aceite
M
1D
INSPECCION
Sistema de alta
presión reductor
Verificación de la presencia de ruidos
extraños e identificación de la fuente
M 1D INSPECCION
Sistema de alta
presión reductor
Toma y registro de presión en las
líneas hacia los PADS
M 1D INSPECCION
Sistema de alta
presión reductor
Registro de presión de la línea de
enfriamiento de PADS
M 1D INSPECCION
Sistema de alta
presión reductor
Inspección de los PADS P 1A INSPECCION
Fuente: Elaboración Propia
360
Se ha establecido que se ejecutara el cambio de piñoneria del reductor cada 14 meses y el cambio de rodamientos cada
15 meses.
Tabla 6.34: Fecha aproximada del mantenimiento preventivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3
Descripción Marca Tarea Responsable Asistencia Día aproximado
Duración de la tarea
Costo de la tarea
REDUCTOR RENK Cambio de rodamientos
Personal YURA Personal RENK
25/02/2014 7 días (*) S/. 567, 150.00
REDUCTOR RENK Cambio de piñones
Personal YURA Personal RENK
25/02/2014 7 días (*) S/. 741, 400.00
TOTAL S/. 1, 323, 383.33
(*) Ver anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de modos de fallas críticos.
Fuente: Elaboración Propia
361
CAPITULO VII
EVALUACION ECONOMICA DE LA METODOLOGIA RCM EN EL SISTEMA
DE MOLIENDA VERTICAL LM 56 2 + 2
362
7.1 Comparación de costos de los dos sistemas de mantenimiento
Para establecer que la metodología es factible económicamente, se debe determinar el costo total de mantenimiento que
supone la implementación de la metodología, este costo, como indica la teoría descrita en el capítulo IV, es la suma
principalmente de todos los costos incurridos en el mantenimiento, en el caso de esta investigación, es la suma del costo
de mantenimiento preventivo y predictivo; los cuales se pueden visualizar en la tabla 6.16: Costo total del mantenimiento
predictivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3 y en el anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de modos
de fallas críticos.
Con la tabla 7.1 se observa que se tendrá un ahorro de S/. 8, 132,929.41 al aplicar la metodología de mantenimiento
RCM.
Tabla 7.1: Comparación de costos en el cambio de sistema de mantenimiento
FILOSOFIA ACTUAL FILOSOFIA RCM
Descripción Costo Descripción Costo
(A) Mantenimiento
preventivo (B+C+D+E)
S/. 3,752,050.00 (A) Mantenimiento preventivo
(B+C+D+E)
S/. 3,752,050.00
363
(B) Repuestos (*) S/. 2,817,000.00 (B) Repuestos (*) S/. 2,817,000.00
Rodamientos (*) S/. 212,000.00 Rodamientos (*) S/. 212,000.00
Piñones (*) S/. 265,000.00 Piñones (*) S/. 265,000.00
Pistones hidráulicos rodillos
Master y esclavos (*)
S/. 220,000.00 Pistones hidráulicos rodillos
Master y esclavos (*)
S/. 220,000.00
Llantas rodillos Master y
esclavos (*)
S/. 2,120,000.00 Llantas rodillos Master y esclavos
(*)
S/. 2,120,000.00
(C) Insumos (*) S/. 225,250.00 (C) Costo de insumos (*) S/. 225,250.00
Aceite ISO VG 320 (*) S/. 145,750.00 Aceite ISO VG 320 (*) S/. 145,750.00
Aceite hidráulico ISO VG 32 (*) S/. 79,500.00 Aceite hidráulico ISO VG 32 (*) S/. 79,500.00
(D) Maniobras (grúa) (*) S/. 42,000.00 (D) Maniobras (grúa) (*) S/. 42,000.00
(E) Mano de obra (*) S/. 667,800.00 (E) Mano de obra (*) S/. 667,800.00
Personal RENK (*) S/. 667,800.00 Personal RENK (*) S/. 667,800.00
(F) Mantenimiento predictivo
(G+H)
S/. 176,400.00 (F) Mantenimiento predictivo (**) S/. 315,000.00
364
(G) Monitoreo a condición
contrato SKF (***)
S/. 56,400.00 Monitoreo a condición YURA y
MOBIL (**)
S/. 180,000.00
(H) Monitoreo a condición
contrato MOBIL (***)
S/. 120,000.00 Adquisición de Microlog Inspector
con software (**)
S/. 81,000.00
Adquisición de equipo
termográfico(**)
S/. 54,000.00
(A+F) Costo de parada por
falla anticipada
S/. 3,928,450.00 (A+F) Costo de parada falla por
anticipada
S/. 4,067,050.00
(****) Tiempo de parada por
falla no anticipada
7 días (****) Tiempo de parada por falla
no anticipada
0 días
(G) (*****) Costo falla no
anticipada
S/. 8,271,529.41 (G) Costo falla no anticipada S/. -
(A+F) + (G) Costo de parada
falla no anticipada
S/. 12,199,979.41 (A+F) + (G) Costo de parada falla
no anticipada
S/. 4,067,050.00
AHORRO S/. 8,132,929.41
365
(*) Ver Anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de los modos de falla críticos. Se ha sumado el total de los costos de
mantenimiento preventivo de los 6 modos de falla descritos en este anexo, eso incluye repuestos, insumos (en este caso los
2 tipos de aceite), maniobras con grúa y el personal técnico de la empresa proveedora del reductor.
(**) Ver tabla 6.16: Costo total del mantenimiento predictivo de los modos de falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3.
(***) Ver anexo 1.4: Costos de mantenimiento predictivo.
(****) Se describen 7 días de paro por falla inesperada, ya que actualmente ese es el tiempo promedio en el cual se reparan
los equipos en la planta, en el caso de 0 días se describe así porque el equipo con la filosofía propuesta no va a parar por
fallas inesperadas, solo por mantenimiento, el cual no incluye una pérdida de producción ya que el paro es programado.
(*****) Ver anexo 1.1: Impacto en la producción durante 7 días de paro.
Fuente: Elaboración Propia
366
7.2 Calculo del VAN
Para el cálculo del VAN se ha determinado un periodo de 5 años, ya que a
posterior es posible un cambio tecnológico y de estructura organizacional.
Para hallar el costo de capital propio se ha utilizado la metodología CAPM.
Tabla 7.2: Calculo del costo de capital propio
Indicador Símbolo Valor Costo de capital propio rE 11.39% Tasa libre de riesgo Rf 4.97% Beta del sector b 1 Prima por riesgo país RP 2.13% Prima por riesgo de mercado (Rm-Rf) 4.29%
rE = Rf + β (Rm - Rf) + RP Fuente: Leiva, Paredes, BBVA Banco Continental; 2010.
Para el cálculo se tienen en cuenta los costos de implementación, el
ahorro del cambio de filosofías de mantenimiento y el valor de recupero de
los equipos adquiridos para realizar el monitoreo a condición.
Ya que los valores son en gran parte costos (con excepción del valor de
recupero), es mejor usar el VAC en vez del VAN y el CAE en vez del VAE,
y son calculados con las formulas 4.21 y 4.22 respectivamente.
367
Tabla 7.3: Costos de implementación
COSTO TOTAL IMPLEMENTACIÓN RCM S/. 4,067,050.00
(*) Costos de mantenimiento predictivo S/. 315,000.00
Costo monitoreo a condición YURA y MOBIL S/. 180,000.00
Adquisición de MICROLOG Inspector con software SKF S/. 81,000.00
Adquisición de cámara Termográfica SKF S/. 54,000.00
(**) Costos de mantenimiento preventivo S/. 3,752,050.00
Rodamientos del reductor agarrotado 1A3- 1B2 S/. 567,150.00
Rotura de dientes de la piñoneria del reductor 1A4 - 1B3 S/. 741,400.00
Daño en pistones hidráulicos de rodillos Master 3A8 S/. 164,750.00
Rotura de llantas de rodillos Master 5D10 S/. 1,067,000.00
Daño en pistones hidráulicos de rodillos Esclavos 6A6 S/. 144,750.00
Rotura en llantas de rodillos esclavos 8B4 S/. 1,067,000.00
(*) Ver tabla 6.16: Costo total del mantenimiento predictivo de los modos de
falla 1A3, 1A4, 1B2 y 1B3.
(**) Ver anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de modos de fallas
críticos.
Fuente: Elaboración Propia.
368
Tabla 7.4: Valor de recupero de los equipos para realizar el monitoreo a
condición
TOTAL S/. 67,500.00
MICROLOG Inspector con software
A Valor del equipo S/. 81,000.00
B Tasa de depreciación 10.00%
C Vida útil 5
D Depreciación (A*B) S/. 8,100.00
E Valor de recupero (A-(C*D)) S/. 40,500.00
Cámara Termográfica
A Valor del equipo S/. 54,000.00
B Tasa de depreciación 10.00%
C Vida útil 5
D Depreciación (A*B) S/. 5,400.00
E Valor de recupero (A-(C*D)) S/. 27,000.00
Fuente: SAP Yura S.A.2012, elaboración Propia.
En la tabla 7.5 se realiza el planteamiento de los datos para el cálculo del VAC
y el CAE.
369
Tabla 7.5: Planteamiento de los datos
CON SISTEMA DE MANTENIMIENTO RCM
(*)Implementación S/. -4,067,050.00
(**) Costo anual S/. -4,067,050.00
(***)Valor de recupero S/. 67,500.00
Periodos (años) 5
(****)Interés (Re) 11.39%
CON SISTEMA DE MANTENIMIENTO ACTUAL
(**) Costo anual S/. -12,199,979.41
Periodos (años) 5
(****)Interés (Re) 11.39%
(*) Ver tabla 7.3: Costos de implementación.
(**) Ver tabla 7.1: Comparación de costos en el cambio de sistema de
mantenimiento.
(***) Ver tabla 7.4: Valor de recupero de los equipos para realizar el monitoreo
a condición.
(****) Ver tabla 7.2: Calculo del costo de capital propio.
Fuente: Elaboración Propia.
370
Tabla 7.6: Calculo del VAC y del CAE
CON SISTEMA DE MANTENIMIENTO RCM
Periodo 1 2 3 4 5
Costo
anual S/. -8,134,100.00 S/. -4,067,050.00 S/. -4,067,050.00 S/. -4,067,050.00 S/. -3,999,550.00
VAC S/. -18,496,906.73
CAE S/. -5,053,906.67
SISTEMA ACTUAL DE MANTENIMIENTO
Periodo 1 2 3 4 5
Costo
anual S/. -12,199,979.41 S/. -12,199,979.41 S/. -12,199,979.41 S/. -12,199,979.41 S/. -12,199,979.41
VAC S/. -44,650,979.11
CAE S/. -12,199,979.41
Fuente: Elaboración Propia.
Se observa menor VAC y CAE con la filosofía RCM, la cual es la mejor alternativa de solución.
371
CONCLUSIONES
Mediante los análisis técnicos y económicos fue factible aplicar la
metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad en el molino
vertical LM 56 2 + 2 de la planta cementera y se redujeron los costos de
mantenimiento en S/. 8,132,929.41.
Se determinaron los equipos de mayor criticidad del sistema de
molienda, los cuales son el reductor, los rodillos master, los rodillos
esclavos y el sistema de alta presión del reductor.
Se determinaron los modos de falla con mayor criticidad de los equipos
críticos, los efectos y consecuencias mediante el número de prioridad de
riesgo siendo el orden de riesgo, rotura de dientes de la piñoneria del
reductor, rodamientos del reductor agarrotados, la rotura de llantas de
los rodillos master, el daño en los pistones hidráulicos de los rodillos
master, la rotura de llantas de los rodillos esclavos y el daño en los
pistones hidráulicos de los rodillos esclavos.
Se determinó que es factible realizar sustituciones cíclicas con las
llantas y pistones hidráulicos de los rodillos de acuerdo al contexto
operacional; cada 6 meses cambio de llantas de rodillos master, cada
año cambio de llantas de rodillos esclavos, cada 2 años cambio de
pistones hidráulicos de ambos tipos de rodillos, asimismo se determinó
que se debe hacer monitoreo a condición de los rodamientos y piñonería
del reductor RENK, mediante análisis de aceite, análisis vibracional y
análisis termográfico cada dos semanas; y mediante el análisis Weibull
se determinó que es factible la sustitución cíclica para los modos de falla
372
en donde la tarea de mantenimiento es monitoreo a condición, es decir
el daño en los rodamientos del reductor y la rotura de dientes de la
piñonería del reductor; en el primer caso se debe realizar cada 15 meses
con costos de S/. 567,150.00 y en el segundo caso se debe realizar
cada 14 meses con costos de S/. 741, 400.00.
Se estableció un plan de mantenimiento predictivo y preventivo para los
equipos semi críticos y críticos del sistema de molienda con las
frecuencias previamente determinadas.
Se determinó que se pueden disminuir los costos de mantenimiento en
S/. 8, 132,929.41 aplicando la metodología de mantenimiento RCM en
vez del sistema actual de mantenimiento y el análisis del VAC con un
valor de S/. -18, 496,906.73 y CAE con un valor de S/. -5, 053,906.67
(menores que los valores de la opción de no cambiar el sistema de
mantenimiento) determinaron que la metodología de mantenimiento
RCM es la mejor opción.
373
RECOMENDACIONES
En investigaciones similares a la presentada se recomienda siempre
poner énfasis en las partes y funcionamiento de los equipos para poder
realizar el análisis RCM con la mayor objetividad.
La metodología RCM es recomendable en casos donde el equipo a
analizar ha trabajado en periodos mayores a 1 año y haya presentado
varias fallas durante su funcionamiento.
El análisis Weibull se usa para determinar tareas de
reacondicionamiento cíclico o sustitución cíclica a partir de tareas de
mantenimiento a condición, por eso son necesarios los tiempos de
operación del equipo.
Para futuras investigaciones esta metodología de mantenimiento RCM
puede ser aplicable a otros procesos productivos de la industria
peruana.
Se podría analizar nuevos sistemas de molienda o clinkerización de
plantas cementeras con la metodología RCM para determinar los puntos
críticos y hacer énfasis en su mantenimiento.
Se podrían alcanzar resultados importantes comparando técnica y
económicamente varias filosofías de mantenimiento para un mismo
sistema productivo.
374
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378
ANEXOS
Anexo 1.1: Impacto en la producción durante 7 días de paro
Ítem Descripción Unidad Valor Fuente
A Costo de producción (*) S/. TM S/. 150.00 SAP YURA 2012
B Peso de Bolsa de cemento (**) TM 0.0425
C Ingreso unitario S/. S/. 18.00 SAP YURA 2012
D Ingreso por tonelada (C / B) S/. TM S/. 423.53
E Margen por tonelada (D - A) S/. TM S/. 273.53
F Rendimiento por hora del molino TM/h 180 VALOR NOMINAL
G Horas de parada h 24
H TM dejadas de producir (F * G) TM 4320
I Lucro cesante (E * H) S/. S/. 1,181,647.06
J Días de parada # 7
K Total S/. S/. 8,271,529.41
379
(*) Se considera CP = Mano de obra directa + materia prima + consumo de
energía eléctrica + insumos + gastos administrativos.
(**) 0.0425 TM = 42.5 Kg.
Fuente: Elaboración propia, SAP Yura 2012.
380
Anexo 1.2: Costos de mantenimiento preventivo de los modos de falla críticos
Caso Rodamientos del reductor agarrotado 1A3- 1B2
Ítem Descripción Unidad Costo / día Costo / parada Fuente
A Costo 2 rodamientos SKF S/. S/. 212,000.00 S/. 212,000.00 SAP Yura 2012
B Costo de insumos (aceite ISO VG 320) S/. S/. 13,250.00 S/. 13,250.00 SAP Yura 2012
C Costo de maniobras (grúa) S/. S/. 8,000.00 S/. 8,000.00 SAP Yura 2012
D Costo personal RENK (E*F) S/. S/. 47,700.00 S/. 333,900.00
E Técnico RENK S/. H S/. 3,975.00 SAP Yura 2012
F Horas técnico RENK horas 12
G Costo total S/. 280,950.00 S/. 567,150.00
Caso Rotura de dientes de la piñoneria del reductor 1A4 - 1B3
Ítem Descripción Unidad Costo / día Costo / parada Fuente
A Costo de 2 piñones RENK S/. S/. 265,000.00 S/. 265,000.00 SAP Yura 2012
B Costo de insumos (aceite ISO VG 320) S/. S/. 132,500.00 S/. 132,500.00 SAP Yura 2012
381
C Costo de maniobras (grúa) S/. S/. 10,000.00 S/. 10,000.00 SAP Yura 2012
D Costo personal RENK (E*F) S/. S/. 47,700.00 S/. 333,900.00
E Técnico RENK S/. H S/. 3,975.00 SAP Yura 2012
F Horas trabajadas horas 12
G Costo total S/. 455,200.00 S/. 741,400.00
Daño en pistones hidráulicos de rodillos Master 3A8
Ítem Descripción Unidad Costo / día Costo / parada Fuente
A Costo de dos pistones hidráulicos S/. S/. 120,000.00 S/. 120,000.00 SAP Yura 2012
B Costo de insumos (aceite ISO VG 32) S/. S/. 39,750.00 S/. 39,750.00 SAP Yura 2012
C Costo de maniobras (grúa) S/. S/. 5,000.00 S/. 5,000.00 SAP Yura 2012
D Costo total S/. 164,750.00 S/. 164,750.00
Daño en pistones hidráulicos de rodillos Esclavos 6A6
Ítem Descripción Unidad Costo / día Costo / parada Fuente
A Costo de dos pistones hidráulicos S/. S/. 100,000.00 S/. 100,000.00 SAP Yura 2012
B Costo de insumos (aceite ISO VG 32) S/. S/. 39,750.00 S/. 39,750.00 SAP Yura 2012
382
C Costo de maniobras (grúa) S/. S/. 5,000.00 S/. 5,000.00 SAP Yura 2012
D Costo total S/. 144,750.00 S/. 144,750.00
Rotura de llantas de rodillos Master 5D10
Ítem Descripción Unidad Costo / día Costo / parada Fuente
A Costo de dos llantas LOESCHE S/. S/. 1,060,000.00 S/. 1,060,000.00 SAP Yura 2012
B Costo de maniobras (grúa) S/. S/. 7,000.00 S/. 7,000.00 SAP Yura 2012
C Costo total S/. 1,067,000.00 S/. 1,067,000.00
Rotura en llantas de rodillos esclavos 8B4
Ítem Descripción Unidad Costo / día Costo / parada Fuente
A Costo de dos llantas LOESCHE S/. S/. 1,060,000.00 S/. 1,060,000.00 SAP Yura 2012
B Costo de maniobras (grúa) S/. S/. 7,000.00 S/. 7,000.00 SAP Yura 2012
C Costo total S/. 1,067,000.00 S/. 1,067,000.00
Fuente: Elaboración propia, SAP Yura 2012.
383
Anexo 1.3: Tabla de valores de la función Gamma
Fuente: Kapur, Lamberson; 1977.
384
Anexo 1.4: Costos de mantenimiento predictivo
Descripción Costo anual Fuente Costo quincenal
Contrato MOBIL S/. 120,000.00 SAP YURA 2012 S/. 5,000.00
Salario de un inspector mecánico S/. 30,000.00 SAP YURA 2012 S/. 1,250.00
Contrato SKF (*) S/. 56,400.00 SAP YURA 2012
(*) Se tiene en cuenta que se paga el contrato SKF con la filosofía actual de mantenimiento, ya que con la metodología
propuesta se tiene inspectores mecánicos capacitados en análisis predictivo que eliminan la necesidad de un contrato con
SKF.
Fuente: Elaboración propia, SAP Yura 2012.
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Anexo 1.5: Tiempos de operación del reductor en meses
Tiempos de operación
de los modos de falla
Comentarios
Fecha 1A3 y 1B2 1A4 y 1B3
jul-08 22 Por decisión conjunta de las jefaturas de mantenimiento y producción, no se paró
equipo, no se dio importancia al impacto que podía generar la falla porque el equipo
seguía trabajando.
sep-08 23.67 Equipo paro por falla en los rodamientos del reductor y ya no volvió a arrancar.
ene-09 28 Se repararon los piñones del reductor.
mar-09 30.11 Se terminó de cambiar los rodamientos, se hicieron todas las pruebas del caso y se
arrancó equipo.
Fuente: Elaboración propia, SAP Yura 2012.